Phase-space approach to Berry's phases
基于量子力学的相空间公式,提出了一个新的绝热Berry相公式。这种方法揭示了一个新的光到经典和量子绝热阶段之间的对应关系-这两个阶段都与平均程序:Hannay的角度与平均在经典环面和Berry的阶段与平均在整个经典相空间相对于相应的维格纳函数。推广到非阿贝尔Wilczek-Zee的情况下,混合状态也包括在内。
2004-06-04 quant-ph
Berry phase for a potential well transported in a homogeneous magnetic field
考虑二维带电粒子$e$与垂直于平面的均匀磁场和沿平面内闭环输运的势阱的相互作用。我们表明,一个简单的孤立的本征值对应的束缚态获得在该Berry的相位等于$2π{\rm sgn} e$倍的通量量子数通过定向区域包围的循环。我们还认为,这是一个纯粹的量子效应,因为相应的汉内角为零。
2000-05-10 quant-ph
The three-body problem and the Hannay angle
以前曾用绝热方法研究过天体圆形限制性三体系统的汉内角。在目前的工作中,得到三个主要结果。首先,微扰理论和哈密顿绝热方法之间的正式联系表明,两者都导致了汉内角;因此强调这种效应已经包含在经典天体力学中,尽管尚未单独定义或评估。其次,一个更一般的表达式的汉内角,有效的行动依赖的潜力,这样一个广义的表达考虑到,限制三体问题是一个时间依赖性的,两个自由度的问题,即使当被限制到测试机构的圆周运动。因此,(某些)偏心项不能被忽略{ \it先验}。第三,我们提出了一个新的数值估计的地球由木星驱动。我们还指出错误的Hannay角的圆形限制性三体问题,与行动无关的潜力在以前的推导。
2004-09-20 astro-ph gr-qc math-ph
Adiabatic Geometric Phase for a General Quantum States
对于一般的量子态,在绝热演化过程中发现了一个几何相位。对于本征态的情况,它减少到原来的贝瑞相位。这样的相位在线性和非线性量子系统中都适用。此外,这个新的相位与汉内角有关,因为我们发现这些角,一个经典的概念,可以在量子系统中自然出现。结果表明,与两个层次的模型。
2004-03-29 quant-ph
Singularity of Berry Connections Inhibits the Accuracy of Adiabatic Approximation
定量研究了量子演化的绝热近似,讨论了绝热近似对Berry联系的依赖性。我们发现,在绝热极限,绝热保真度可能一致收敛到单位或发散,表现出绝热近似的崩溃,这取决于类型的奇异性的Berry连接作为慢变参数$R$的功能。当Berry联络具有$1/R^σ$型奇异性且奇异性指数为$σ< 1$时,绝热近似满足幂律收敛到单位,而当奇异性指数$σ$大于1时,绝热近似失效.两层模型被用来证实我们的理论。
2006-12-12 quant-ph
Quantum Adiabatic Approximation, Quantum Action, and Berry's Phase
量子绝热近似的另一种解释。这种解释是基于最初由大卫玻姆在寻求建立一个隐藏变量替代量子力学的想法。指出量子绝热近似的有效性是量子作用函数在时间变量中可分离的充分条件。本文还讨论了这种解释对Berry绝热相及其半经典极限的影响。
1996-06-19 quant-ph
Measuring the Berry Phase in a Superconducting Phase Qubit by a Shortcut to Adiabaticity
在参考控制场的基础上增加一个反非绝热场,在超导相位量子比特中实现了“超导性捷径”(STA)协议。在短时间尺度上测量的Berry相位与绝热环的理论结果符合得很好。提取量子比特矢量的轨迹,通过积分立体角交替验证Berry相位。经典噪声被引入到总控制场的幅度或相位中。在Berry相位的统计中,有噪声和无噪声的均值几乎相等,而幅度噪声的变化可以用一个解析表达式来描述。
2017-04-04 quant-ph
Geometric phases for generalized squeezed coherent states
一个简单的技术是用来获得一个一般公式的Berry相位(和相应的Hannay角)的任意哈密顿量与一个等间距的频谱和适当的梯形运营商连接的本征态。首先应用到一个一般的变形的振荡器涉及压缩和位移的形式。早期的结果显示出现的特殊情况。然后将分析推广到多光子压缩相干态,并推导出相应的非完整性。
1999-05-31 quant-ph
Inconsistencies of the Adiabatic Theorem and the Berry Phase
绝热定理指出,如果我们在一个瞬时本征态中准备一个量子系统,那么量子数是绝热不变量,并且除了相位因子之外,稍后时间的状态等价于当时的瞬时本征态。最近,Marzlin和Sanders指出,这可能会导致对统一性的明显违反。我们解决量子绝热定理内的Marzlin-Sanders不一致。然而,我们的解决方案指出另一个矛盾,即,循环以及非循环绝热Berry相位可以在严格绝热条件下消失。我们解决了这种不一致性,并开发了一个酉算子分解方法来论证绝热近似的有效性。
2005-05-13 quant-ph
Adiabatic driving and geometric phases in classical systems
本文在 Koopman-von Neumann 形式下研究经典可积系统的绝热驱动与几何相位,推导了相位显式形式及其与 Hannay 角的关系,并利用量子公式构建了生成绝热幺正流的经典绝热规范势。
2023-05-23 quant-ph
On the consistency in the adiabatic theorem and quantum geometric phase
讨论了绝热近似中最近发现的不一致性(MS不一致性)。特别地,分析了Berry相位中的所谓不一致性。与某些作者相反,我们发现MS不一致性持续存在,所谓的Berry相不一致性不存在。
2007-02-14 quant-ph
Berry's phase for coherent states of Landau levels
计算了朗道能级相干态和压缩相干态的Berry相位。朗道能级的相干态被解释为一个磁通量在平面上从无穷远到有限位置作往复运动的结果。朗道能级相干态的Abel Berry相位是Aharonov-Bohm效应的一种模拟.此外,还计算了磁场B的绝热演化的非阿贝尔Berry相。
2007-06-14 quant-ph
Dynamical fluctuations in classical adiabatic processes: General description and their implications
经典绝热过程中的动力学涨落不被传统的经典绝热定理所考虑。本文导出了描述经典绝热过程中内禀动力学涨落的一般结果。有趣的影响,我们的一般结果进行了讨论,通过两个子主题,即,一个有趣的绝热几何相位的动力学模型与一个绝热移动的固定点的解决方案,和可能的“污染”Hannay的角度或其他绝热相位对象的绝热过程涉及非固定点的解决方案。
2012-02-09 nlin.SI physics.class-ph quant-ph
Adiabatic Quantum Counting by Geometric Phase Estimation
我们为计数问题设计了一个绝热量子算法,即,近似给定数据库中标记项目的比例$α$。当量子系统经历设计的循环绝热演化时,它获得Berry相$2πα$。通过对Berry相位的估计,我们可以逼近$α$,从而解决了这个问题。对于误差有界的$ε$,该算法可以求解代价为$(\frac{1}ε)^{3/2}$阶的问题,虽然不如量子线路模型下的最优算法,但优于经典的随机算法.此外,由于Berry相位是纯粹的几何特征,因此结果对于去相干是鲁棒的并且对于某些噪声是有弹性的。
2009-08-21 quant-ph
Adiabatic Error Cancellation in Berry Phase Estimation
The University of Osaka(大阪大学);University of Oxford(牛津大学)
本文展示Berry相估计具有自然的绝热误差消除机制,为实用量子计算提供了前景。结合有限时间演化消除主导相误差,并通过Richardson外推减少残差误差,建立随机化Hadamard测试算法,提升运行时间标度。
2026-09-17 quant-ph
Magnetic translation and Berry's phase factor through adiabatically rotating a magnetic field
对于一个自旋在动态变化的磁场作用下,旋转算符所体现的立体角结果是量子演化算符中唯一的路径依赖因子。对于带电粒子来说,无限简并性要求进行严格的研究。我们发现,在这种情况下,它是旋转算子和路径有序磁平移算子的产品,进入演化算子,并确定几何相位。这一结果与瞬时哈密顿量在磁平移和旋转下不变的事实相一致。提出了实验验证的结果。
2002-04-09 quant-ph
Beyond the Quantum Adiabatic Approximation: Adiabatic Perturbation Theory
介绍了一种求解含时薛定谔方程的微扰方法,称为绝热微扰理论(APT),其零阶项为量子绝热近似。与时间相关的波函数的幂级数展开中的小参数是将系统的哈密顿量从初始形式驱动到最终形式所需时间的倒数。我们回顾了其他标准的微扰和非微扰的方式超越绝热近似,扩展和寻找它们之间的精确关系,并比较这些方法对APT的效率。最重要的是,我们确定APT校正Berry相位使用Aharonov-Anandan几何相位。然后,我们解决了几个时间相关的问题,使我们能够说明,APT是唯一的微扰方法,使正确的修正绝热近似。最后,我们提出了一个实验来测量APT修正的Berry相位和显示,对于一个特定的自旋1/2的问题,在APT的几何相位的第一顺序应该是两个半倍(绝热)Berry相位。
2009-11-19 quant-ph
Non-adiabatic Non-cyclic Generalization of the Berry Phase for a Spin-1/2 Particle in a Rotating Magnetic Field
本文定义了自旋为1/2的粒子在旋转磁场中非绝热非循环情况下的一个非动力学相,这个相可以看作是广义Berry相。我们表明,这个阶段减少到几何Berry相,在绝热极限,到一个独立于系统参数的因素。由于规范的自由度,我们可以在哈密顿量的本征态中加入任意相位。然后,我们通过比较我们的Berry相在绝热极限与Berry的结果为同一系统,固定这个任意相位。此外,在极端的非绝热极限,我们的Berry相消失,模$2π$,如预期的。虽然我们的Berry相一般是复杂的,但它在预期的情况下变得真实:绝热极限,极端非绝热极限,以及系统状态返回其初始形式的点,直到相位因子。因此,该阶段可以被认为是Berry阶段的推广。此外,我们还研究了广义Berry相位值与态的周期和哈密顿量的周期之间的关系。
2012-12-10 hep-th quant-ph
Employing feedback in adiabatic quantum dynamics
我们研究量子绝热动力学,其中缓慢运动的场受到系统状态(反馈)的影响。反馈的信息是从相同的非相互作用系统的合奏上完成的非干扰测量中获得的。没有反馈的情况由绝热定理控制:绝热能级粒子数保持不变,而绝热本征向量得到特定的相位贡献(Berry相位)。然而,在反馈下,绝热定理并不成立:绝热种群满足一个封闭的运动方程,这与在进化博弈论中应用的复制动力学相吻合。反馈生成新的规范不变绝热相位,其不受对Berry相位的约束(例如,即使对于实绝热本征函数,新相位也是非零的)。
2008-04-10 quant-ph
Berry Phase and Adiabatic Breakdown in Optical Modulator
我们考虑了一种基于环形谐振腔结构的全光纤光调制器。绝热到非绝热过渡的情况下,被认为是在一个往返沿环的几何(Berry)相位突然改变π。讨论了有限线宽光输入对调制器响应度的影响。我们表明,建议的调制器的响应度可以显着提高与优化设计,并与其他配置相比。
2004-12-26 physics.optics quant-ph
Reply to 'comment on Berry phase in a composite system'
在这个回答中,我们表明,绝热定理将打破弱耦合限制,和子系统的几何相位的定义是很好的定义。
2007-09-26 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
Berry's Phase in the Presence of a Non-Adiabatic Environment
我们考虑一个两级系统耦合到一个环境中,演变的非线性。我们提出了一种非微扰的方法来确定持久振幅,其相位包含了所有的修正贝里的相位所产生的非绝热运动的环境。具体地说,它包括两个能级之间的跃迁对非绝热耦合中所有阶数的影响。确定所有非绝热修正的问题被简化为求解一个常微分方程,数值方法应在各种情况下提供解决方案。我们将我们的方法应用于一个特定的例子,可以实现为磁共振实验,从而提高了在实验室中测试我们的结果的可能性。
1998-09-04 cond-mat quant-ph
Berry Phase Estimation in Gate-Based Adiabatic Quantum Simulation
基于门的量子计算机原则上可以模拟一大类哈密顿量的绝热动力学。在这里,我们考虑的循环绝热演化的参数的哈密顿量。我们提出了一种量子算法来估计Berry相位,并使用它来分类单粒子和相互作用模型的拓扑顺序,突出两者之间的差异。该算法可立即扩展到任何相互作用的拓扑系统。我们的结果证明了近期量子硬件的量子物质的拓扑分类的潜力。
2019-10-15 cond-mat.other quant-ph
Berry's phase for compact Lie groups
研究了由李代数参数相关哈密顿量决定的李群绝热演化。证明了当哈密顿量的参数空间是齐次Kähler流形时,其基本Kähler势完全决定Berry几何相因子. Berry矢量势(Berry连接)和Berry曲率的显式表达式得到使用复杂的参数化的哈密顿参数空间。一个通用的方法是以SU(2)和SU(3)演化群对应的李代数哈密顿量为例。
2000-11-30 quant-ph
Implementations of Nonadiabatic Geometric Quantum Computation using NMR
几何相位由于其几何特性而具有一定的容错性,近年来在量子计算理论研究中得到了广泛的关注。到目前为止,只有一个绝热几何门的实验报告与核磁共振通过贝瑞相位。但它也有两个缺点:第一,Berry相的绝热条件使得这种门的速度很慢。第二,消除动态相位的额外操作。我们知道,几何相位既可以存在绝热(Berry相位),也可以存在非绝热(Aharonov-Anandan相位)。本文报道了利用核磁共振技术通过条件AA相实现非绝热几何门的首次实验结果。在我们的实验中,门可以做得更快,更容易,并消除了上述两个缺点。
2002-07-03 quant-ph
Comment on the Adiabatic Condition
实验观察到量子系统中的贝里相位效应,无疑是量子力学中叠加原理正确性的最令人印象深刻的证明之一。自1984年Berry的论文发表以来,自旋1/2与旋转外部磁场耦合的模型一直是研究得最多的模型之一。我们还考虑了这种可解模型的一种特殊情况。对耦合微分方程的详细分析和与精确结果的比较告诉我们为什么通常的程序(忽略非对角项)在数学上是合理的。
2000-11-08 quant-ph
Effect of decoherence on the Berry phase of a spin-half in a rotating magnetic field
在不作马尔可夫近似的情况下,研究了含时磁场中玻色浴对自旋为1/2的Berry相的退相干效应。一个两个周期的过程中产生的纯Berry相被认为是。低频量子噪声显著影响Berry相位。在绝热极限下,高频量子噪声的影响很小。这个结果在一些更一般的情况下也是有效的。
2013-08-13 quant-ph
Rydberg-interaction gates via adiabatic passage and phase control of driving fields
在本文中,我们提出了两个理论方案,通过工程的相位敏感暗态的两个原子受到里德伯-里德伯相互作用的实现量子相位门。结合传统的绝热技术和目前发展的相位控制方法,提出了一种可行的几何相位门的实现方案,其中条件相移(Berry相位)是通过周期性地和周期性地改变驱动场的参数来实现的。在这里,我们发现,几何相位获取的方式有关的相对相位调制。在第二种方案中,系统哈密顿量以非循环的方式被动态地改变,使得所获得的条件相位不是Berry相位。对实验的可行性和退相干效应进行了详细的分析。该方案为绝热操纵具有定制相位调制的相互作用里德伯系统提供了新的视角。
2018-03-14 quant-ph
Geometric phase effects for wavepacket revivals
波包恢复的研究扩展到哈密顿量的情况下,这是通过绝热循环的一些参数的时间依赖。它示出的量子几何相位(Berry的阶段)导致复活的包沿经典的轨迹位移,由一个量等于经典的几何相位(Hannay的角度),在一个自由度。一个物理的例子说明这种效果在三个自由度提到。
1995-02-02 nlin.SI quant-ph solv-int
Suppression of non-adiabatic phases by a non-Markovian environment: easier observation of Berry phases
我们考虑一个耦合到高度非马尔可夫环境的二能级系统,当耦合轴随时间旋转时。环境可以是量子的(例如玻色子浴或自旋浴)或经典的(例如经典噪声)。我们表明,安德森正交性灾难抑制过渡,使系统的瞬时本征态(平行和反平行的耦合轴)可以按照旋转。因此,这些状态获得Berry相位;由耦合轴包围的面积给出的几何相位。与早期关于环境诱导Berry相的提议不同,这里几乎没有退相干,因此不需要无退相干的子空间。事实上,我们表明,这贝里阶段应该是更容易观察到比传统的,因为它不是由动态相或领先的非绝热相掩盖。我们讨论的效应应该在任何量子比特设备中都可以观察到,其中可以用强人为噪声驱动哈密顿量中的三个参数。
2009-10-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Geometric phase of a two-level system in a dissipative environment
利用二次量子化方法分析了耗散环境中二能级系统的几何(Berry)相,该方法对绝热相和非绝热相提供了统一的规范不变的处理方法,因而适用于远离理想绝热性的过渡区的定量分析.考虑到最近在超导量子比特中的Berry相的实验观察,我们给出了欧姆耗散中具体绝热情况的公式。以透明的方式给出了对总相位的校正以及与几何形状相关的退相时间。几何相远离理想绝热性的行为也进行了一些详细的分析。
2009-05-09 quant-ph
Effect of noise on geometric logic gates for quantum computation
我们介绍了非绝热,或Aharonov-Anandan,几何相位作为量子计算的工具,并展示了如何用超导电荷量子比特实现它。虽然它可以规避许多与绝热(Berry)版本的几何门相关的缺点,我们表明,非绝热相位门的控制参数的波动的影响比标准的动态门更严重。类似地,波动也在更大程度上影响使用Berry相位而不是动态相位的量子门。
2003-02-10 quant-ph
Emergence of Geometric phase shift in Planar Non-commutative Quantum Mechanics
利用Moyal平面上的二维简谐振子精确可解模型研究了非对易量子力学中绝热几何相移的出现,其中考虑了动量非对易性和空间非对易性.在找到一个合适的Bopp位移,桥梁的非交换相空间运营商与他们的有效的交换对应,有他们的依赖于非交换参数,我们研究了绝热演化的海森堡图片。在绝热近似下的几何相移的显式表达式,然后发现没有使用任何微扰技术。最后,通过研究一个经典相似系统相干态的演化,发现该相位与该系统的汉内角有关。
2020-08-05 hep-th quant-ph
Berry phase for a spin 1/2 in a classical fluctuating field
分析了经典控制参量的涨落对自旋1/2与周期性变化磁场相互作用系统Berry相的影响。它明确表明,在绝热极限失相是由于波动的动力学阶段。
2004-02-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Proposed neutron interferometry test of Berry's phase for a circulating planar spin
自旋$-\frac{1}{2}$粒子在受限于平面的磁场中的能量本征态定义了平面自旋。如果粒子在这个平面上绕着一个环作螺旋运动,它会得到一个只能是$π$的整数倍的拓扑Berry相位。我们提出了一个中子干涉测量测试的Berry相位的循环平面自旋的磁场所造成的一个很长的载流直导线垂直于平面。这个贝里相位在通过三劳厄干涉仪的热中子束的入射方向上引起相消干涉。
2017-10-03 quant-ph
Berry's phases and topological properties in the Born-Oppenheimer approximation
能级交叉问题是整齐地制定了第二个量化的配方,它表现出隐藏的本地规范对称性。几何相位的分析被简化为一个简单的对角化的哈密顿量。如果对角化水平交叉的无穷小邻域中的几何项,则对于任意大但有限的时间间隔$T$,几何相位变得平凡(因此没有奇异性)。例如,隆格-希金斯相变规则的拓扑证明在实际的玻恩-奥本海默近似中失败了,在玻恩-奥本海默近似中,$T$被等同于较慢系统的周期。Aharonov-Bohm相位和几何相位之间的关键区别进行了解释。我们还注意到绝热和非绝热几何相所涉及的规范对称性是完全不同的。
2005-10-07 quant-ph
Scaling of Berry's Phase Close to the Dicke Quantum Phase Transition
讨论了绝热Dicke模型中几何相位的热力学和有限尺寸标度性质,描述了耦合到慢振子模的$N$量子位寄存器的超辐射相变.我们表明,在热力学极限,一个非零的Berry相位获得,只有当参数空间中的路径是围绕临界点。此外,我们研究了有限尺寸系统的临界行为的前兆,并得到了Berry相的1/N展开的首阶及其临界指数。
2006-04-04 quant-ph
Sum rule for non-adiabatic geometric phases
Uppsala University(乌普萨拉大学)
该研究提出了非绝热几何相位的求和规则,揭示了其在量子计算中的限制作用。
2026-01-11 quant-ph
Pumping in quantum dots and non-Abelian matrix Berry phases
通过精确求解含时薛定谔方程,从非阿贝尔(矩阵)Berry相位的角度研究了量子点中的泵浦。我们的研究结果表明,泵浦电荷是有限矩阵Berry相的存在。当进行连续的绝热循环时,每个循环的泵浦电荷与前一个循环不同。
2008-02-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effects of Ill-Defined Domain of Definitions of the Parameter Operator on Berry Curvature and the Adiabatic Theorem
本文扩展 Berry 曲率表述,分析参数算子定义域不明确带来的影响,证明无显式参数依赖的 Hamilton 量也可产生非零 Berry 曲率,并在 Bloch 框架下阐明其与本征向量的内在关联。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Observable Dirac-type singularities in Berry's phase and the monopole
通过对一个模型绝热演化的计算机模拟,证明了2nπBerry相的物理真实性和可观测性,而不是通常认为的模2π拓扑相.使用贝瑞相位与狄拉克相位的类比,可以得出结论:围绕强度为n/2的磁磁共振的干涉仪回路产生可观察到的2nπ相移,其中n是整数。提出了一种观察这种效应的实验方法。
2001-11-23 quant-ph
NMR C-NOT gate through Aharanov-Anandan's phase shift
最近,提出了利用NMR通过Berry相位(绝热循环几何相位)移位进行量子计算(Jones等人,Nature,403,869(2000))。这种几何量子门由于Berry相位的几何性质,有望对某些类型的错误具有容错性。本文给出了一种在动态无相位演化环上利用Aharonov-Anandan相移(非绝热循环相移)实现NMR C-NOT门的方案。在我们的方案中,门是非相干运行的,因此它受退相干的影响较小。并且,在该方案中,我们在获得几何相移时选择了零动态相位时间演化环,不需要采取任何额外的操作来消除动态相位。
2001-05-10 quant-ph
Experimental demonstration of the stability of Berry's phase for a spin-1/2 particle
几何相位被认为是脆弱量子系统抗噪声相干操纵的候选者。由于它只由量子态的路径决定,噪声涨落的存在以不同于动力学相位的方式影响几何相位。我们在实验上测试了自旋为1/2的粒子在周期变化的磁场中Berry几何相位的鲁棒性。使用捕获极化超冷中子,它表明,几何相位的贡献,由于绝热场波动消失的演化时间长。
2008-12-19 quant-ph
Measuring the Adiabatic Non-Hermitian Berry Phase in Feedback-Coupled Oscillators
几何Berry相位是理解循环绝热演化下量子态行为的关键。当推广到具有增益和损耗的非厄米系统时,Berry相位可以变得复杂,并且不仅应该修改状态的相位,而且还应该修改状态的振幅。在这里,我们进行了第一次实验测量的绝热非厄米Berry相位,探索一个最小的两个网站$\mathcal{PT}$对称哈密顿量的启发Hatano-Nelson模型。我们通过将其动态映射到一对基于实时测量的反馈耦合的经典振荡器的动态来实现这种非厄米模型。正如我们通过实验验证的那样,绝热非厄米Berry相位是一种纯粹的几何效应,即使所有本征能量都是实数,它也会导致参数空间内的非周期路径的振幅显著放大和阻尼。我们进一步观察到一个非厄米模拟的Aharonov-玻姆螺线管效应,观察放大和衰减时,环绕一个区域的破$\mathcal{PT}$对称性,作为一个源的虚通量。该实验证明了非厄米特系统所特有的几何效应的重要性,并为进一步研究合成超材料中的非厄米特和拓扑物理铺平了道路。
2022-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.class-ph
Enabling Adiabatic Passages Between Disjoint Regions in Parameter Space through Topological Transitions
我们探索参数空间中的拓扑转变,以使绝热通道之间的区域在给定的参数流形内的绝热断开。为此,我们研究了两个耦合量子比特与外部磁场相互作用的哈密顿量,并利用参数空间中的Berry曲率和磁场之间的类比,以及与磁荷相关的谱简并。对称性破缺项诱导这些电荷分布急剧的拓扑转变,我们展示了如何利用这种效应绕过交叉简并。我们还研究了Berry曲率的旋度,这是一个有趣但尚未完全探索的对象,它与它的发散一起唯一地定义了这个领域。最后,我们提出了一个简单的方法来测量Berry曲率,从而显示如何可以实验验证我们的结果。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Contribution of adiabatic phases to noncyclic evolution
我们表明,绝热相位的差异,这是基依赖的,在非简并量子系统的非循环演化中必须考虑到给出正确的干涉结果的物理量的计算中的状态是能量的瞬时本征态的叠加。为了验证这些绝热相在干涉现象中的贡献,我们考虑了旋进外磁场耦合的自旋1/2模型。在该模型中,绝热相位随时间增加,当外部磁场完成一个周期时,绝热相位达到模型的Berry相位差。
2009-08-06 quant-ph
Measurement and Control of the Complex Berry Phase in a Quantum System
Washington University(华盛顿大学);University of Luxembourg(卢森堡大学);University of California Berkeley(加州大学伯克利分校)
本文通过超导transmon电路测量量子系统中Berry相的实部和虚部,揭示了非厄密系统中复Berry相的几何效应及非幺正量子控制的应用。
2026-05-15 physics.app-ph quant-ph
Exploring the Effect of Noise on the Berry Phase
利用超导量子比特研究了噪声对绝热几何相位的影响。该系统的状态,一个有效的自旋二分之一的粒子,被引导沿着参数空间中的封闭路径,从而获得几何相位。通过在控制参数中引入人工波动,我们测量了各种噪声功率和演化时间对移相的几何贡献。我们的结果清楚地表明,只有扭曲的路径波动导致几何退相。在与路径无关的动态相位的直接比较中,我们观察到绝热几何相位受噪声引起的退相的影响较小。这一观察结果直接指向几何相位在量子门或量子门应用中的潜力。
2013-06-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Berry Phases and Quantum Phase Transitions
研究了一般量子多体系统的Berry相与量子相变之间的联系。考虑与极限为点的参数空间中的循环序列相关联的Berry相位序列。如果Berry相序列不收敛于零,则极限点是量子临界点。量子临界点与绝热性失效有关。我们讨论了横向磁场中各向异性XY自旋链的显著例子,并探测到临界XX区。
2006-02-10 cond-mat.other quant-ph
Berry's Phases for Arbitrary Spins Non-Linearly Coupled to External Fields. Application to the Entanglement of N > 2 Non-Correlated One-Half Spins
我们推导出一般公式,给出任意自旋的Berry相位,具有磁偶极和电四极耦合与外部时间相关的字段。我们假设有效E场和有效B场在量子周期中保持正交。这种温和的限制有许多优点。它提供了简单的对称性,导致选择规则和哈密顿参数和密度矩阵空间一致的S=1。这意味着Berry相和Aharonov-Anandan相的同一性,这在S>1时丢失。我们发现当自旋大于2时,Berry相位出现了新的特征.给出了S= 2,3,4时Berry相的显式数值结果。我们给出了非绝热修正的精确分析。如果选择具有布莱克曼脉冲形状的参数的时间导数,则满足绝热性的精度大大提高。这具有驯服可由线性斜坡产生的非绝热振荡校正的效果。对于实际的实验条件,非绝热修正可以保持在<0.1%。对于以E绕B的旋进角为唯一周期参数的量子周期,如果四极偶极耦合比取一个“魔”值,则角速度反转时的奇数修正可以完全抵消。通过相对于相反速度的相位的减法来抵消偶数。作为本文结果的一个可能的应用,我们提出了一种通过绝热循环实现N个非关联1/2自旋的完整纠缠的方法,该绝热循环由一个哈密顿量控制,该哈密顿量是总自旋算符S的非线性函数,S定义为N个自旋算符之和。对N=4和Sz=1的情形进行了显式处理,得到了最大纠缠.
2010-11-05 physics.atom-ph quant-ph
Efficient Berry Phase Calculation via Adaptive Variational Quantum Computing Approach
Ames National Laboratory(艾姆斯国家实验室);Iowa State University(爱荷华州立大学)
本文提出了一种自适应变分量子算法,用于高效计算 Berry 阶段,通过测试极化费米 Hubbard 链展示了其在非相互作用和相互作用系统中的高精度模拟能力。
2025-11-13 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
Atomic interferometer measurements of Berry's and Aharonov-Anandan's phases for isolated spins S > 1/2 non-linearly coupled to external fields
本论文的目的是提出实验观察贝里的相位的显着特点,S>1,所产生的自旋哈密顿量赋予两个耦合,磁偶极子和电四极一个外部的B和E场,在我们以前的工作中进行了理论研究。场被假定为正交的,这种温和的限制导致几何和代数简化。碱金属原子似乎是干涉测量的良好候选者,但仍存在需要克服的挑战。产生合适电场的唯一可行方法是利用交流斯塔克效应,它会引起缀饰原子的不稳定性。除了原子损失,这可能会使Berry的相位推导无效,但后一个问题可以通过适当的失谐来解决。前者对循环持续时间设定了上限,该上限由绝热条件限定。依靠我们以前的分析的非绝热修正,我们已经能够达到一个折衷的$^{87}$ Rb hf级F=2,m=0的状态,这是我们的候选人的干涉测量的奇异Berry的相位所产生的旋转的E-场周围的固定的B-场。通过数值模拟,我们证明了非绝热修正可以保持在0.1%以下。作为另一个候选者,我们讨论了铬的基态J=S=3,其中不稳定性问题很容易解决。我们提出了一个建议,通过构造一个能在密度矩阵空间上沿闭合回路进行平行输运的哈密顿量,利用光位移,将Aharonov-Anandan相位测量从S=1/2扩展到$^{87}$ Rb hf能级F=m=1,而不受绝热约束.在附录A中,S=3/2和1/2,m=1/2态的Berry相位差用于执行3个Qbit的纠缠。
2011-04-01 physics.atom-ph 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