I en gemensam insats, ct.qmat -forskare från Dresden, Rostock, och Würzburg har åstadkommit icke-hermitiska topologiska tillstånd av materia i topoelektriska kretsar. Den senare akronymen hänvisar till topologiska och elektriska, ge ett namn åt förverkligandet av syntetisk topologisk materia i elektriska kretsnätverk. Huvudmotivet för topologisk materia är dess roll i att hysa särskilt stabila och robusta egenskaper som är immuna mot lokala störningar, som kan vara en avgörande ingrediens för framtida kvantteknologier. De nuvarande resultaten av ct.qmat lovar en kunskapsöverföring från elektriska kretsar till alternativa optiska plattformar, och har precis publicerats i Fysiska granskningsbrev .

Topologisk defektjustering i icke-hermitiska system

I centrum för det för närvarande rapporterade arbetet är kretsförverkligandet av paritetstid (PT) symmetri, som det tidigare har studerats intensivt inom optik. Ct.qmat-teamet har använt PT-symmetri för att fortfarande få det öppna kretssystemet med vinst och förlust att dela en stor mängd funktioner med ett isolerat system. Detta är en kärninsikt för att designa topologiska defekttillstånd i en kompenserande försvinnande och ackumulerande miljö. Det åstadkoms genom icke-Hermitiska PT-topoelektriska kretsar.

Potentiell paradigmförändring i syntetisk topologisk materia

"Detta forskningsprojekt har gjort det möjligt för oss att skapa en gemensam laginsats mellan alla platser i Cluster of Excellence ct.qmat mot topologisk materia. Topoelektriska kretsar skapar en experimentell och teoretisk inspiration för nya vägar för topologisk materia, och kan ha en särskild betydelse för framtida tillämpningar inom fotonik. Flexibiliteten, kostnadseffektivitet, och mångsidigheten hos topoelektriska kretsar är oöverträffad, och kan utgöra en paradigmförändring inom syntetisk topologisk materia, " sammanfattar Würzburg-forskaren och studieledaren Ronny Thomale.

Nästa stopp:ansökningar

Efter att ha byggt en endimensionell version av en PT-symmetri topolektrisk krets med en linjär dimension på 30 enhetsceller, nästa steg mot teknik som forskargruppen föreställer sig är att ta sig an PT-symmetriska kretsar i två dimensioner och som sådan cirka 1000 kopplade kretsenhetsceller. Så småningom, insikten som erhållits genom topoelektriska kretsar kan skapa en milstolpe som skulle kunna göra ljusstyrda datorer möjliga. De skulle vara mycket snabbare och mer energieffektiva än dagens elektronstyrda modeller.

Människor inblandade

Förutom klustermedlemmarna baserade vid Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) och Leibnitz Institute for Solid State and Materials Research Dresden (IFW), forskarna kring professor Alexander Szameit från universitetet i Rostock är också involverade i publiceringen. The Cluster of Excellence ct.qmat samarbetar med Szameits grupp inom området topologisk fotonik.