In een gezamenlijke inspanning, ct.qmat wetenschappers uit Dresden, Rostock, en Würzburg hebben niet-Hermitische topologische toestanden van materie bereikt in topolectrische circuits. Het laatste acroniem verwijst naar topologische en elektrische, een naam geven aan de realisatie van synthetische topologische materie in elektrische circuitnetwerken. Het belangrijkste motief van topologische materie is zijn rol bij het hosten van bijzonder stabiele en robuuste functies die immuun zijn voor lokale verstoringen, die een cruciaal ingrediënt kunnen zijn voor toekomstige kwantumtechnologieën. De huidige ct.qmat-resultaten beloven een kennisoverdracht van elektrische circuits naar alternatieve optische platforms, en zijn zojuist gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .

Topologische defectafstemming in niet-Hermitische systemen

Centraal in het momenteel gerapporteerde werk staat de circuitrealisatie van pariteitstijd (PT) symmetrie, zoals het eerder intensief is bestudeerd in de optica. Het ct.qmat-team heeft de PT-symmetrie gebruikt om het open circuit-systeem met winst en verlies nog steeds een groot aantal functies te laten delen met een geïsoleerd systeem. Dit is een kerninzicht om topologische defecttoestanden te ontwerpen in een compenserend dissipatieve en accumulatieve setting. Het wordt bereikt via niet-Hermitiaanse PT topolectrische circuits.

Potentiële paradigmaverandering in synthetische topologische materie

"Dit onderzoeksproject heeft ons in staat gesteld om een ​​gezamenlijke teaminspanning te creëren tussen alle locaties van de Cluster of Excellence ct.qmat op weg naar topologische materie. Topo-elektrische circuits creëren een experimentele en theoretische inspiratie voor nieuwe wegen van topologische materie, en zou een bijzondere invloed kunnen hebben op toekomstige toepassingen in de fotonica. De flexibiliteit, kost efficiëntie, en veelzijdigheid van topolektrische circuits is ongekend, en zou een paradigmaverandering kunnen betekenen op het gebied van synthetische topologische materie, " vat de Würzburgse wetenschapper en studiedirecteur Ronny Thomale samen.

Volgende halte:toepassingen

Na het bouwen van een eendimensionale versie van een PT symmetrie topolectrisch circuit met een lineaire afmeting van 30 eenheidscellen, de volgende stap in de richting van technologie die het onderzoeksteam voor ogen heeft, is om PT-symmetrische circuits in twee dimensies aan te nemen en als zodanig ongeveer 1000 gekoppelde circuiteenheidscellen. Eventueel, het inzicht dat is verkregen door topolektrische circuits kan een mijlpaal vormen die lichtgestuurde computers mogelijk zou kunnen maken. Ze zouden veel sneller en energiezuiniger zijn dan de huidige elektronengestuurde modellen.

Betrokken mensen

Naast de clusterleden aan de Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) en het Leibnitz Institute for Solid State and Materials Research Dresden (IFW), de wetenschappers rond professor Alexander Szameit van de Universiteit van Rostock zijn ook betrokken bij de publicatie. Het Cluster of Excellence ct.qmat werkt samen met de groep van Szameit op het gebied van topologische fotonica.