In uno sforzo congiunto, ct.qmat scienziati di Dresda, Rostock, e Würzburg hanno realizzato stati topologici non hermitiani della materia in circuiti topolettici. Quest'ultimo acronimo si riferisce a topologico ed elettrico, dando un nome alla realizzazione di materia topologica sintetica nelle reti di circuiti elettrici. Il motivo principale della materia topologica è il suo ruolo nell'ospitare caratteristiche particolarmente stabili e robuste immuni alle perturbazioni locali, che potrebbe essere un ingrediente fondamentale per le future tecnologie quantistiche. Gli attuali risultati di ct.qmat promettono un trasferimento di conoscenza dai circuiti elettrici a piattaforme ottiche alternative, e sono appena stati pubblicati in Lettere di revisione fisica .

Sintonizzazione dei difetti topologici in sistemi non hermitiani

Al centro del lavoro attualmente riportato c'è la realizzazione circuitale della simmetria parity-time (PT), come è stato precedentemente intensamente studiato in ottica. Il team di ct.qmat ha utilizzato la simmetria PT per fare in modo che il sistema a circuito aperto con guadagno e perdita condivida una grande quantità di funzionalità con un sistema isolato. Questa è un'intuizione fondamentale per progettare stati di difetto topologici in un ambiente compensatoriamente dissipativo e cumulativo. È realizzato attraverso circuiti topoelettrici PT non hermitiani.

Potenziale cambiamento di paradigma nella materia topologica sintetica

"Questo progetto di ricerca ci ha permesso di creare uno sforzo di squadra congiunto tra tutte le sedi del Cluster of Excellence ct.qmat verso la materia topologica. I circuiti topoelettrici creano un'ispirazione sperimentale e teorica per nuove strade della materia topologica, e potrebbe avere una particolare influenza sulle future applicazioni in fotonica. La flessibilità, efficienza dei costi, e la versatilità dei circuiti topoelettrici è senza precedenti, e potrebbe costituire un cambio di paradigma nel campo della materia topologica sintetica, " riassume lo scienziato di Würzburg e direttore dello studio Ronny Thomale.

Prossima fermata:applicazioni

Avendo costruito una versione unidimensionale di un circuito topoelettrico a simmetria PT con una dimensione lineare di 30 celle unitarie, il prossimo passo verso la tecnologia immaginato dal gruppo di ricerca è quello di assumere circuiti simmetrici PT in due dimensioni e come tali circa 1000 celle unitarie a circuito accoppiato. Infine, l'intuizione acquisita attraverso i circuiti topoelettrici potrebbe stabilire una pietra miliare che potrebbe rendere possibili i computer controllati dalla luce. Sarebbero molto più veloci e più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai modelli a controllo elettronico di oggi.

Persone coinvolte

Oltre ai membri del cluster con sede presso la Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) e il Leibnitz Institute for Solid State and Materials Research Dresden (IFW), anche gli scienziati del professor Alexander Szameit dell'Università di Rostock sono coinvolti nella pubblicazione. Il Cluster of Excellence ct.qmat collabora con il gruppo di Szameit nel campo della fotonica topologica.