Квантовые системы
Чип KTH научился находить топологические свойства света в средах с потерями
Публикация:
Исследователи Королевского технологического института KTH в Стокгольме показали программируемый фотонный чип, который измеряет топологические свойства света в системах с потерями энергии. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
В оптоволокне, чипах и других световодах мелкие дефекты рассеивают фотоны и сбивают их с пути. Топологические свойства - это особенности поведения волн, которые не меняются, даже если систему изменить: такие «узлы» в движении волн помогают свету сохранять устойчивость к дефектам. Новый метод выявляет эти скрытые свойства в системах, где часть энергии теряется, а именно в таких условиях работают реальные устройства.
Чип KTH имитирует системы с потерями и напрямую показывает их скрытые устойчивые свойства. В экспериментах он надёжно отличил «заузленные» (топологические) случаи от обычных и зафиксировал особую точку, где системы с потерями ведут себя необычно, так называемую исключительную точку. «Мы используем математический трюк, чтобы прогнать систему с потерями на чипе, не теряя сигнал», - объясняет ведущий автор работы, аспирант KTH Андреа Катальдо. Затем свет сравнивают с эталонными лучами, как настраивают инструмент по эталонной ноте.
Чип перепрограммируется, поэтому разные сценарии можно тестировать, не меняя устройство. По словам доцента KTH Али Эльшаари из отделения физики света и вещества, понимание топологических свойств поможет устройствам работать, несмотря на несовершенства. Метод может ускорить поиск новых видов электроники и оптических технологий и сделать квантовые устройства надёжнее.