Dans un effort commun, scientifiques ct.qmat de Dresde, Rostock, et Würzburg ont accompli des états topologiques de la matière non hermitiens dans des circuits topolélectriques. Ce dernier acronyme désigne topologique et électrique, donnant un nom à la réalisation de matière topologique synthétique dans les réseaux de circuits électriques. Le motif principal de la matière topologique est son rôle dans l'hébergement de caractéristiques particulièrement stables et robustes à l'abri des perturbations locales, qui pourrait être un ingrédient essentiel pour les futures technologies quantiques. Les résultats actuels de ct.qmat promettent un transfert de connaissances des circuits électriques vers des plateformes optiques alternatives, et viennent d'être publiés dans Lettres d'examen physique .

Réglage des défauts topologiques dans les systèmes non hermitiens

Au centre des travaux actuellement rapportés se trouve la réalisation de circuits de symétrie parité-temps (PT), car il a déjà été intensément étudié en optique. L'équipe ct.qmat a utilisé la symétrie PT pour que le système en circuit ouvert avec gain et perte partage une grande quantité de caractéristiques avec un système isolé. Il s'agit d'un aperçu essentiel afin de concevoir des états de défauts topologiques dans un cadre de dissipation et d'accumulation compensatoires. Elle est accomplie par des circuits topoélectriques PT non hermitiens.

Changement de paradigme potentiel en matière topologique synthétique

"Ce projet de recherche nous a permis de créer une collaboration entre tous les sites du Pôle d'Excellence ct.qmat vers la matière topologique. Les circuits topoélectriques créent une inspiration expérimentale et théorique pour de nouvelles pistes de matière topologique, et pourrait avoir une incidence particulière sur les applications futures en photonique. La flexibilité, rapport coût-efficacité, et la polyvalence des circuits topoélectriques est sans précédent, et pourrait constituer un changement de paradigme dans le domaine de la matière topologique synthétique, " résume le scientifique et directeur d'étude de Würzburg Ronny Thomale.

Prochaine étape :les candidatures

Ayant construit une version unidimensionnelle d'un circuit topolélectrique à symétrie PT avec une dimension linéaire de 30 cellules unitaires, la prochaine étape vers la technologie envisagée par l'équipe de recherche est de prendre en charge des circuits symétriques PT en deux dimensions et ainsi environ 1000 cellules unitaires de circuit couplées. Finalement, les connaissances acquises grâce aux circuits topolélectriques peuvent établir un jalon qui pourrait rendre possible les ordinateurs à contrôle de la lumière. Ils seraient beaucoup plus rapides et économes en énergie que les modèles actuels à commande électronique.

Personnes impliquées

Outre les membres du cluster basés à Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) et au Leibnitz Institute for Solid State and Materials Research Dresden (IFW), les scientifiques autour du professeur Alexander Szameit de l'Université de Rostock sont également impliqués dans la publication. Le Pôle d'Excellence ct.qmat coopère avec le groupe de Szameit dans le domaine de la photonique topologique.