Rotation angles of a rotating disc -- A toy model exhibiting the geometric phase --
University of Fukui（福井大学）
本文通过一个简单的旋转盘运动模型，研究旋转角度的组成，揭示了动态相位与几何相位的关系，并利用高斯-博内定理将几何相位解释为高斯向量轨迹包围的球面面积。
2026-05-29 hep-th math-ph math.DG
Non-Adiabatic Fluctuation in Measured Geometric Phase
我们研究了非绝热效应是如何引起二能级系统的“几何相位”中可观测到的涨落的，“几何相位”被定义为绝热极限下的实验可测量量。从该模型的Rabi精确解出发，对超导电路系统中相位涨落的实验发现[P.J.Leek，\textit{et al} .，Science \textbf{318}，1889（2007）]，这似乎被认为是常规的实验误差。
2009-04-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dirac particles in a rotating magnetic field
研究了相对论性带电狄拉克粒子在旋转磁场中的运动。利用含时么正变换，将含时哈密顿量的Dirac方程化为有效哈密顿量与时间无关的类Dirac方程。有效哈密顿量的本征态对应于原狄拉克方程的循环解。循环解的非绝热几何相位可以用旋转轴上的总角动量分量的期望值来表示，而不管该解是否显式可用。对于慢旋转磁场，近似求解了有效哈密顿量的本征值问题，并计算了几何相位。同样的问题，带电或中性狄拉克粒子与反常磁矩的简要讨论。
2001-03-04 quant-ph
Absence of Vacuum Induced Berry Phases without the Rotating Wave Approximation in Cavity QED
我们回顾了早期的研究贝里阶段建议出现在某些腔QED设置。特别指出，即使在没有腔光子的情况下，也可以实现非平凡的几何相位。然而，我们表明，这样的结果取决于强加的{ \it旋转波近似}（RWA），而没有RWA没有贝里相位发生在这些计划。我们的结果的几何解释是通过引入半经典的能量表面，以一种简单的方式带来了相空间动力学。随着RWA，表面之间的圆锥形相交出现，并环绕它产生贝里相。如果没有RWA，则不存在圆锥相交，因此Berry相位消失。据信，这是第一个例子，展示了如何在Jaynes-Cummings模型中应用RWA可能会导致错误的结论，而不管系统参数之间的相互强度。
2012-01-23 cond-mat.other quant-ph
Non-Markovian dynamics of mixed-state geometric phase of dissipative qubits
研究了耦合到具有洛伦兹谱密度的玻色子库中的二能级原子（量子比特）的几何相位，发现在非马尔可夫动力学中，若采用行波近似（RWA），几何相位在节点处存在$π$ -相位跳跃.然而，用分层运动方程方法给出的不含RWA的精确结果表明，在几何相中不存在这种相跳或节结结构。因此，我们的结果表明，在某些情况下，反旋转项显着贡献的几何相位多模哈密顿量。
2014-12-17 quant-ph
The quantum mechanical geometric phase of a particle in a resonant vibrating cavity
研究了振动腔中粒子获得的广义量子几何相位。用双波近似和SU（2）方法求解二能级理论，得到了对共振系统的几何相位、能量和波函数的精确描述.特别是，我们观察到一个突然的$π$跳跃的几何相位时，系统处于共振状态。我们在旋转磁场中自旋为1/2的粒子的几何相位中发现了类似的行为，为此我们开发了一个几何模型来帮助可视化其演化。
2002-10-26 quant-ph
Rotation angles of a rotating disc as the holonomy of the Hopf fibration
University of Fukui（福井大学）
本文通过研究圆盘滚动模型，揭示了旋转角度与霍普夫纤维化holonomy之间的几何联系。
2026-08-19 hep-th math-ph math.DG
Enhanced-Fidelity Ultrafast Geometric Quantum Computation Using Strong Classical Drives
我们提出了一种通用的方法来实现非绝热几何单和双量子比特门超越旋转波近似（RWA）。该协议与以前的RWA协议中使用的最优控制方法兼容;因此，它与RWA协议一样鲁棒（甚至比RWA协议更鲁棒）。使用反向旋转效应使我们能够应用强大的驱动器。因此，与用于实现高保真（$\geq 99.99\%$）门的RWA对应物相比，我们可以将门速度提高5- 10倍。这样的超快演化（纳秒，甚至皮秒）显著地降低了退相干的影响（例如，量子位耗散和失相）。此外，由于反向旋转效应不再引起栅极不稳定性（在弱驱动和强驱动机制中），因此与RWA协议相比，我们可以实现更高的保真度。因此，在存在退相干的情况下，人们可以实现具有$\geq 99\%$并行性的超快几何量子门。
2022-12-21 quant-ph
Kinematic Modulation in Driven Spin Resonance
University of Maryland（马里兰大学）；Laboratory for Physical Sciences, College Park, Maryland（物理科学实验室）
研究驱动自旋共振中运动学调制的影响，推导出统一的概率表达式，修正传统磁共振过渡处理，涵盖经典1937和1954公式作为极限情况。
2026-04-26 math-ph math.MP physics.atom-ph
Charged particles in a rotating magnetic field
本文研究了在旋转磁场中运动的碱金属原子或具有任意自旋和磁矩的一般带电粒子的价电子。利用含时么正变换，将哈密顿量含时的薛定谔方程化为有效哈密顿量与时间无关的类薛定谔方程.有效哈密顿量的本征态对应于原始薛定谔方程的循环解。无论该解是否明确可用，循环解的非绝热几何相都可以用沿着旋转轴的总角动量分量的期望值来表示。对于碱性原子电子和强磁场，完全解决了有效哈密顿量的本征值问题，几何相位是两个立体角的线性组合。对于弱磁场，同样的问题得到了部分解决。对于一般的带电粒子，在缓慢旋转的磁场中近似求解了该问题，并计算了几何相位。
2001-01-02 quant-ph
On a New Non-Geometric Element in Gravity
本文介绍了一种广义的味振荡钟的概念。这种推广包含了这样一个元素，即各种叠加的质量本征态可能具有它们的自旋分量相对于引力源旋转轴的不同相对取向。研究发现，当从非旋转源的引力环境移动到旋转源的场时，这些量子力学钟并不总是红移相同。对红移的非几何贡献可以解释为时空几何结构上量子力学引起的涨落。
1997-05-21 gr-qc quant-ph
The General Quantum Limit for and the Optimization of the Minimum Measurable Frequency Shift in a Laser
Northwestern University（西北大学）
研究单模理想激光最小可测频移，发现其由自发发射相位扩散和真空模式散粒噪声共同决定，给出了实际传感器中 MMFS 的表达式，还确定了三种传感模式下 MMFS 的最佳值及所需条件。
2026-10-23 quant-ph
Detecting Optical Channel Non-Reciprocity with Non-Local Quantum Geometric Phase
非互易器件在量子信息技术中越来越受到关注。本文研究了通信双方是否可以检测到光信道中存在的非互易设备。我们发现，一个非互易设备，如法拉第旋转器的结果在一个可测量的几何相位的光传播通过通道，并且，当使用纠缠光子对，所得到的相位是非本地的和强大的恶意操纵。
2018-08-27 physics.optics quant-ph
Geometric phase and non-adiabatic resonance of the Rabi model
我们研究了反向旋转项对几何相位的影响及其与Rabi模型共振的关系。我们将单参数幺正变换应用于Rabi模型，得到了包含多个调和项的变换后的哈密顿量。将反转杂化双折射波方法与含时微扰理论相结合，系统地求解了时间演化算符，得到了二能级系统的几何相位。我们的结果超越了绝热近似和行波近似。当驱动频率等于拉比频率的高次谐波时，发生高次谐波共振。与数值精确结果相比，我们的计算结果在很宽的参数空间范围内都是精确的，特别是在高次谐波共振区域。在这些制度中，我们证明几何相位变化显着，而那些RWA是光滑的。即使驱动力非常弱，RWA也完全无效。我们发现高次谐波项对循环态起着重要的作用，并揭示了高次谐波共振区几何相位的特征。我们还提出了几何相位和准能的变化率的解析形式，即使在强驱动的情况下，也与数值精确的一致。该方法可用于研究强驱动量子比特的动力学和高次谐波过程的物理性质。
2021-10-04 quant-ph
Geometric phase shift in quantum computation using superconducting nanocircuits: nonadiabatic effects
非绝热几何量子计算可以用耦合的低电容约瑟夫森结来实现。我们指出，非绝热效应和绝热条件对这些系统是非常重要的。此外，我们发现，它可能是很难检测到的绝热Berry的相位在这种超导纳米电路，但非绝热相位可以测量与电流技术。我们的结果可能为几何量子计算的实现提供有用的信息。
2002-10-25 quant-ph
Off-Diagonal Geometric Phases
研究了参数化哈密顿量的一组非简并本征态的绝热演化。它们的相对相位变化可以与几何可测量量有关，这些几何可测量量将熟悉的Berry相位概念扩展到多个状态的演化。我们提出了几个物理系统中，这些概念可以应用，包括微波腔的非对角相位可以从公布的数据确定的实验。
2000-07-04 cond-mat quant-ph
Spin dynamics under the influence of elliptically rotating fields: Extracting the field topology from time-averaged quantities
我们专注于量子系统，可以有效地描述为一个本地化的自旋$s$粒子受到一个静态的磁场共面共存的椭圆形旋转的时间周期场。根据静态和旋转分量所取的值，总磁场显示出具有不同拓扑性质的两个区域。沿着分离这两个区域的边界，总磁场随时间周期性地消失，系统动力学变得高度非绝热。我们推导出系统的两个时间平均量之间的关系，该关系与所施加的磁场的拓扑结构有关。基于这一发现，我们提出了一个可测量的量，有能力表示的总磁场的拓扑结构，而不知道先验的静态分量的值。我们还提出了一种可能的实现我们的方法，通过一个捕获的离子量子系统。这里给出的结果与系统的初始状态无关。特别地，当系统初始化为Floquet态时，我们发现了一些有趣的性质的准能谱与总磁场的拓扑变化。在整个文件中，理论结果与数值模拟的情况下，一个两能级量子系统说明。
2021-05-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
Geometric vs. Dynamical Gates in Quantum Computing Implementations Using Zeeman and Heisenberg Hamiltonians
量子计算在几何相位方面，即Berry或Aharonov-Anandan相位，在一定程度上是容错的。我们研究其实现的基础上塞曼耦合旋转场和各向同性海森堡相互作用，描述NMR，也可以实现在量子点和冷原子。利用量子比特基态的一种新的物理表示，我们构造了基于Berry相位和Aharonov-Anandan相位的$π/8$和Hadamard门。对于旋转场中的两个相互作用的量子比特，我们发现，当两个量子比特的旋磁比相等时，基于Berry相位或基于Aharonov-Anandan相位的两个量子比特门总是不可能构造的。在实现量子门的通用集合时，可以组合几何$π/8$和Hadamard门以及动态$\sqrt{\rm SWAP}$门。
2008-09-12 quant-ph
Geometric quantum gates with superconducting qubits
我们提出了一个方案，实现了一个通用的非阿贝尔几何变换的一个单一的逻辑量子比特组成的三个超导transmon量子比特耦合到一个单一的腔。该方案利用了绝热演化的有效三脚架哈密顿量，这是通过纵向驱动的transmons实现的旋转框架。该提议在实验上是可行的，并且可以作为几何量子计算原理的第一个证明。
2011-04-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological transition in measurement-induced geometric phases
量子系统的态，在一个循环中被驱动，可以获得一个可测量的相位，仅取决于参数空间中的闭合轨迹。这样的几何相位是普遍存在的，并且还强调了诸如量子霍尔效应之类的稳健拓扑现象的物理学。同样，可以通过量子测量的循环序列来诱导几何相位。我们表明，应用程序的一系列弱测量呈现封闭的轨迹，因此几何相位，随机。我们研究了伴随的概率分布，并表明，当不同的测量强度，测量序列和几何相位之间的映射经历了拓扑转变。我们的发现可能会影响量子态的测量诱导控制和操纵-一种有前途的量子信息处理方法。它也对理解量子测量的基础产生了影响。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fast Phase-manipulation of the Single Nuclear Spin in Solids by Rotating Fields
我们提出了单核自旋与单电子自旋相互作用的快速相位门。门操作利用由快/慢旋转场引起的电子自旋的几何相移;取决于核自旋状态的路径差使核相移成为可能。门控时间与慢旋转场的频率成反比。作为一个例子，我们使用金刚石中的氮空位中心，并显示相门时间的数量级比以前报道的短。我们还显示了对退相干和系统误差的门的鲁棒性。
2016-12-07 quant-ph
Generalized Faraday law derived from classical forces in a rotating frame
我们表明，由于电子自旋的静止坐标系的旋转，额外的自旋相关的经典力是必不可少的，推导出一个自旋法拉第定律，通过使用一个类比与通常的法拉第定律。附加自旋相关力对自旋法拉第定律的贡献与自旋几何相位的贡献相同。通过这些观察，法拉第定律被推广到以统一的方式包括通常的法拉第定律和自旋法拉第定律。
2009-08-19 quant-ph
On the rotating wave approximation in the adiabatic limit
我重新审视了量子光学中一个长期存在的问题：什么时候旋转波近似是合理的？在Jaynes-Cummings和Rabi模型方面，我证明了无论系统参数如何，近似一般都在绝热极限下崩溃。这是明确表明，通过比较贝里阶段的两个模型，其中发现，这个几何相位是严格为零的拉比模型相反的非平凡的贝里阶段的Jaynes-Cummings模型。这个令人惊讶的结果的来源可以追溯到两个模型中不同的拓扑结构。
2012-08-09 quant-ph
Measurable fractional spin for quantum Hall quasiparticles on the disk
我们研究了定义在圆盘上的最低朗道能级量子霍尔态的局域准粒子激发的自旋。我们提出的自旋满足自旋统计关系，并可以用来重建拓扑几何相位与两个任意选择的准粒子的交换。由于它与准粒子电荷分布的四极矩有关，因此可以在实验中测量，并且可以以一种与迄今为止采用的干涉测量方案互补的方式揭示任意子性质。我们首先讨论了Laughlin态的准空穴的定义，并给出了我们自旋的数值和解析研究，然后讨论了Halperin221态的几种准空穴。最后，我们讨论了我们的自旋和准粒子围绕其轴的绝热旋转之间的联系，并证明了我们的自旋服从自旋统计关系。
2022-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Resonance of Geometric Quantities and Hidden Symmetry in the Asymmetric Rabi Model
本研究通过解析与数值方法揭示非对称拉比模型中AA相位与时间-能量不确定度的共振现象，并阐明偏置对谐波共振的影响及其与隐藏对称性的关联。
2023-11-17 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Stationary Particle Creation and Entanglement in the Rotating Teo Wormhole: A Quantum Mode-Mixing Approach
研究通过量子模混合方法探讨旋转Teo虫洞中静止粒子产生与纠缠，揭示几何不对称性导致的真空模式混合机制。
2026-09-11 gr-qc hep-th math-ph
Fractional quantum Hall physics and higher-order momentum correlations in a few spinful fermionic contact-interacting ultracold atoms in rotating traps
采用数值和代数方法，研究了在一个快速旋转的二维简谐势阱中，几个自旋超冷中性费米子原子通过排斥接触势相互作用时的分数量子霍尔效应.超越了常用的二阶相关性在真实的配置空间，本文中的方法将有助于分析实验观测提供基准结果的$N$体自旋分辨，以及自旋分辨，动量相关性可测量的飞行时间实验与个人粒子探测。我们的分析表明，在$N$ -体关联中，具有良好魔角动量的少体最低朗道能级（LLL）态表现出固有的有序量子结构，类似于高磁场下半导体量子点领域中常见的旋转维格纳分子（WM）的有序量子结构.小扰动搅拌电位的应用诱导，在随后避免交叉，形成对称性破缺状态，表现出有序的双环结构，明确表现在单粒子密度分布的捕获粒子。远离交叉点，从微观哈密顿量的精确对角化得到的LLL态，被发现是由（1，1，1）Halperin两分量变分波函数很好地描述，也代表了自旋旋转WM。计算的LLL波函数的分析，使一个二维的广义Girardeau一维“费米子化”计划，最初调用玻色子型波函数映射到那些无自旋费米子。
2020-10-15 cond-mat.quant-gas nucl-th quant-ph
The vacuum induced Berry phase beyond rotating-wave approximation
针对自旋为1/2的粒子与量子化辐射场相互作用过程中产生的真空感生Berry相，在行波近似（RWA）下，我们提出了完全不同的处理方法，即在RWA之外对真空感生Berry相进行全量子力学处理，给出了VIBP的新定义，指出RWA的有效性不仅与能量守恒和特性比较有关，参数，但也更微妙的物理，如几何性质的状态演变。我们的结果是概念上的重要性，也是显着的相关量子信息处理。
2012-02-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Effect of intersubsystem coupling on the geometric phase in a bipartite system
研究了二体系统中子系统间耦合对循环绝热几何相位的影响。我们研究了两个单轴耦合的自旋$-{1/2}$粒子的几何相位效应，这两个粒子都由缓慢旋转的磁场驱动。结果表明，自旋-自旋耦合打破了磁场包围的几何相位与立体角之间的关系，特别是在强耦合极限下，导致几何相位的猝灭效应.
2004-10-26 quant-ph
Topological sum rule for geometric phases of quantum gates
Technion, Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；The University of Texas, Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
建立了一个拓扑和规则，将两量子比特系统在初始状态完备基上累积的几何相位与哈密顿量的绕数联系起来，并证明非平凡拓扑是纠缠的必要条件。
2026-05-31 quant-ph
Geometric phases for neutral and charged particles in a time-dependent magnetic field
众所周知，自旋为1/2的中性粒子在任意磁场中运动的任何循环解都具有与自旋迹线所对的立体角成正比的非绝热几何相位。对于具有更高自旋的中性粒子，这对于具有特殊初始条件的循环解是正确的。然而，对于更一般的循环解，这并不成立。作为一个例子，我们考虑这种粒子在旋转磁场中运动的最一般的解决方案。如果系统的参数选择适当，则所有解都是循环的。非绝热几何相位和立体角都明确计算。结果表明，非绝热几何相位除了与立体角成比例的项外，还包含一个额外的项。当自旋为1/2时，额外项自动消失。然而，对于更高的自旋，它取决于初始条件。我们还考虑了碱性原子的价电子。对于任意强磁场中具有特殊初始条件的循环解，我们证明了非绝热几何相位是轨道和自旋角动量迹对着的两个立体角的线性组合.对于在强旋转磁场中的更一般的循环解，非绝热几何相位除了线性组合外还包含额外的项。
2002-01-08 quant-ph
Relativistic Adiabatic Approximation and Geometric Phase
本文对与电磁、引力和任意标量势最小耦合的Klein-Gordon场，发展了量子绝热近似的相对论模拟。计算了相应的绝热动力学相和几何相。本文介绍的方法避免了在Klein-Gordon方程的解空间上使用内积。在相对论朗道能级问题和旋转宇宙弦的分析中，证明了它的实用优势。
1998-07-01 hep-th quant-ph
On Geometric Phase from Pure Projections
几何相位通常被视为模2π的量，这是从该主题的早期工作中继承下来的惯例。本作者所做的一系列涉及光的偏振的光学干涉实验的结果（在R.Bhandari，Phys.Rep.281（1997）p.1中综述）质疑几何相位的这种定义的有用性，因为它丢弃了关于系统的有用和可测量的信息，例如引起几何相位的奇点强度。这种奇异性已经在干涉实验中通过相移测量得到了直接证明。在本文中，两个最近的极化实验（Hariharan等人，J.Mod.Opt.44（1997）p.707和Berry和Klein，J.Mod.Opt.43（1996）p.165）进行了分析，并与以前的实验进行了比较，指出了这些实验中潜在的可检测奇异性。
1998-10-27 physics.optics quant-ph
Is there a prescribed parameter's space for the adiabatic geometric phase?
确定了非相对论性带电无自旋粒子在Penning阱和旋转磁场叠加场作用下的周期运动的Aharonov-Anandan和Berry相。讨论了参数空间的选取以及束缚势对称性与Berry相的关系。
2006-02-14 hep-th math-ph math.MP
