物电学院青年教师薛正远研究员在拓扑光子学研究中取得重要进展

物电学院青年教师薛正远研究员在超导线路体系拓扑光子学的量子模拟研究中取得重要进展。薛正远与合作者华中科技大学胡勇副教授、吴颖教授、王言普博士以及中科院武汉物数所杨万里副研究员在耦合超导传输线腔阵列中提出了微波光子量子霍尔效应的实现与探测方案。该成果于2016年6月7日在线发表在Nature出版集团旗下期刊npj Quantum Information，薛正远研究员为通信作者。

量子霍尔效应是最简单的拓扑量子态，此时电子在固体的边界可以无损的传输：当电子遇到缺陷的时候能够绕过它而继续传输。近年来，拓扑保护的思想被引入到光学体系中以减少光传输过程中的散射，发展出了拓扑光子学。然而，光子拓扑态的产生需要对电中性的光子进行调控，因而在自然体系中产生光子量子霍尔效应是比较困难的。

薛正远和胡勇等研究者利用接地的超导量子干涉仪诱导超导传输线腔之间的耦合，通过调节干涉仪的交流驱动可以实现不同腔内光子的可调耦合，进而诱导出光子的等效规范势以达到对光子调控的目的。对边界上某一个腔泵浦之后，通过对少数几个腔内光子数的测量就可用获得边界态的拓扑不变量的信息，从而验证此耦合阵列中光子态的拓扑性质。论文工作得到了科技部（2013CB921804）和教育部（IRT1243）的资助。

论文链接： http://www.nature.com/articles/npjqi201615