拓扑物理学研究在形变下保持不变的物理量，由于其在抗干扰计算和信号处理中的应用前景，已在如光子学、量子计算、固态物理、声学和电路等方向受到广泛关注。特别是在光子集成电路领域，研究人员致力于利用拓扑保护的光态实现抗噪声的信号处理。
在实际应用中，克服信号处理的带宽限制是一个主要挑战。当利用二维系统中光学元件之间的邻近相互作用实现拓扑属性时，信道数量与由晶格带隙决定的信道带宽之间存在固有的折衷关系。这一关系限制了总信息容量（信道数量乘以各信道的带宽）的提升。
研究团队通过利用传统硅光子学中的系统参数，在著名的Hofstadter模型上实现了晶格重叠策略，并借助Tidy3D软件进行了分析，成功演示了非相干光学功能-具有随机相位和振幅的光多通道分波器，该功能对各种类型的无序具有高鲁棒性，该方法可以增强信息处理容量和抗噪声。
此项研究还展示了长程相互作用如何部分模拟更高维度的物理现象，特别是在每个节点的耦合度增加方面。研究团队认为，这一发现对于在二维平面上对高维物理进行有效建模具有重大意义，这种方法的突破性进展为在复杂网络中实施拓扑现象提供了可能，这也是他们研究的最终目标之一。
图1. 使用长程相互作用的多通道拓扑光分束器
Kim, G., Suh, J., Lee, D. et al. Long-range-interacting topological photonic lattices breaking channel-bandwidth limit. Light Sci Appl 13, 189 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41377-024-01557-4
如下数据来自Web of Science，Light: Science & Applications的高被引文章数量在国内同类期刊中稳居领军地位。截至目前：
超过200次引用的文章有135篇
超过100次引用的文章有335篇
超过50次引用的文章有664篇
欢迎课题组投宣传稿
请扫码联系值班编辑
👇 关注我 👇
