日前，北京理工大学物理学院张向东教授课题组，在拓扑电路研究方面取得重要进展。他们设计并制备出了一种新型空时电路，被称作“拓扑空时电路”，相关工作以“Topolectrical space-time circuits”为题发表在Nature Communications上[Nat. Commun. 16, 198 (2025)]。北京理工大学物理学院张蔚暄研究员和博士生曹汶慧、钱龙为论文的共同第一作者，张向东教授为通讯作者。研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金的大力资助。
研究亮点一：(1+1)维拓扑空时电路的构建和拓扑空时边界态的实验观测
图1. (1+1)维拓扑空时电路的理论和实验结果。
图2. (2+1)维拓扑空时电路的理论和实验结果。
研究亮点三：(3+1)维Weyl空时半金属及拓扑空时电路实现
图3. (3+1)维拓扑空时电路的理论和实验结果。
该工作首次提出拓扑空时电路的概念，并实现了对(1+1)维、(2+1)维和(3+1)维拓扑空时物态的实验观测。与传统Floquet-Bloch拓扑系统不同，空时平移对称性使拓扑空时晶体具有单轨道特性。该工作为未来探索更加复杂的拓扑空时效应奠定了实验基础。另外，低频拓扑空时电路的设计方法可以扩展到CMOS芯片领域，为设计新型拓扑空时电路芯片提供了重要参考。
