Instituto de Física Fundamental (IFF), CSIC, Calle Serrano 113b, 28006 Madrid, Spanien.
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Abstrakt
Wir untersuchen die Phänomene der topologischen Verstärkung in Arrays parametrischer Oszillatoren. Wir finden zwei Phasen der topologischen Verstärkung, beide mit gerichtetem Transport und exponentiellem Gewinn mit der Anzahl der Standorte, und eine davon mit Quetschung. Wir finden auch eine topologisch triviale Phase mit Nullenergiemodi, die eine Verstärkung erzeugt, aber nicht über den robusten topologischen Schutz der anderen verfügt. Wir charakterisieren die Widerstandsfähigkeit der verschiedenen Phasen gegenüber Störungen sowie deren Stabilität, Verstärkung und Rausch-Signal-Verhältnis. Abschließend diskutieren wir deren experimentelle Umsetzung mit modernsten Techniken.
Populäre Zusammenfassung
Aus diesem Grund ist es wichtig, neue Ansätze zum Bau von Verstärkern zu untersuchen, die die bereits bestehenden übertreffen können.
In dieser Arbeit haben wir die Phänomene der Verstärkung in parametrischen Resonatorarrays untersucht.
Wir haben gezeigt, dass es nützlich ist, Ideen topologischer Systeme zu nutzen und sie mit denen dissipativer Systeme zu kombinieren. In bestimmten Regimen führt dies zu Phasen topologischer Verstärkung, in denen große Richtungsverstärkung, quantenbegrenztes Rauschen und große Bandbreite zu finden sind. Darüber hinaus ist die Verstärkung topologisch vor Störungen geschützt und der stationäre Zustand kann zur Erzeugung gequetschter Zustände genutzt werden. Unsere Ergebnisse bieten auch eine Möglichkeit, neue dissipative topologische Phasen zu testen, bei denen im Gegensatz zum bekannten Fall des Quanten-Hall-Effekts nun Photonen das System bevölkern und ihre Wechselwirkung mit der Umgebung für ihre Existenz von grundlegender Bedeutung ist.
Diese Arten von topologischen Verstärkern können auf verschiedenen Plattformen hergestellt werden, beispielsweise als Josephson-Kontakte, nanomechanische Oszillatoren und eingefangene Ionen. Dies bedeutet, dass ihr Einsatz weit verbreitet sein kann und dass ihre Umsetzung auch grundlegende Fragen zur Physik dissipativer topologischer Phasen beantworten wird.
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Zitiert von
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