基于三维旋转诱导贝otti 相位的量子陀螺仪
量子物理
2026-03-23 v1
摘要
固态缺陷中的自旋提供了较长的相干时间和室温光初始化和读出能力，使其成为紧凑固态量子陀螺仪的有吸引力的平台。NV 基陀螺仪的一个核心挑战是旋转诱导的信号较弱，而近共振运行虽然可增强响应，但会引起非adiabatic 过渡，损害累积的几何相位和读出保真度。本文我们考察了一个在三维旋转下的悬浮金刚石，其中与 NV 中心相关的内在 核自旋作为探测量子比特。我们表明，旋转被编码在几何（贝otti）相位中，并识别出一种近共振 regime 以获得强化的相位响应。为抑制 resulting nonadiabatic 泄漏，我们引入一种源自 Kato 规范势的反adiabatic 协议。这使得几何相位的稳健累积成为可能，并将灵敏度相对于常规偏离协议提升了四个数量级。我们进一步评估了可实现的灵敏度和主要实验限制，包括相干衰减和协议开销，从而为高性能 NV 基固态量子陀螺仪确立了一条切实可行的道路。
引用
@article{arxiv.2603.19906,
title = {Quantum gyroscope based on three-dimensional rotation induced Berry phase},
author = {Huaijin Zhang and Zhang-Qi Yin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.19906},
year = {2026}
}