我国科大郭光灿院士团队邹长铃教授与清华大学穿插信息研讨院孙麓岩教授、宾夕法尼亚州立大学Mourad Oudich和Yun Jing教授等打开协作研讨，在拓扑声子学与集成声子电路（Phononic Integrated Circuits, PnICs）范畴获得重要开展。研讨团队初次在非悬空、片上大规模可拓宽的微米标准波导中，完成了1.5 GHz频率的拓扑声子边际态与鲁棒Thouless泵浦，并研制出具有电调功用的拓扑声子马赫-曾德尔干涉仪声学开关和调制器。这一重要研讨成果以《Gigahertz topological phononic circuits based on micrometer-scale unsuspended waveguide arrays》为题，于8月25日在世界闻名学术期刊《天然·电子》（Nature Electronics）宣布。

  声子集成线路作为继电子、光子之后的新一代片上信息传达载体，在经典和量子信息处理中具有巨大的使用潜力，包括微波信号处理、精细传感和量子频率转化等多个方向。但是，传统声子器材面对许多技能瓶颈：作业频率低、依赖于悬空结构、缺少有用的动态调控手法，且对制作缺点的容错才能不行，严峻约束了其开展。

  研讨团队立异性地使用蓝宝石基底和氮化镓芯片资料的高声学折射率对比度，规划了微米标准的波导结构，成功将声波有用约束在芯片外表(图1b)。这项研讨初次完成了作业频率达1.5 GHz的可重构、非悬空、集成式拓扑声子波导阵列（图1a）。该芯片奇妙使用相邻波导间倏逝场耦合，构建了等效“一维非对角Aubry-André-Harper模型”的拓扑声子晶格。经过自主建立的高灵敏度（30fm/Hz）振荡探测仪，成功观测到了拓扑声学鸿沟态、Thouless泵浦效应，并验证了其对结构缺点的鲁棒性。此外，团队根据自主开发的声学形式打开算法，完成对厘米级长度的多波导杂乱耦合结构中声波传输的高精度、高效率的数值仿真核算，核算成果与试验成果高度符合。

  根据拓扑泵浦结构，研讨团队进一步规划并完成了拓扑Y分束器和可重构拓扑声子线）。使用热声效应原理，仅需25V电压即可在干涉仪两臂间引进π相位差，完成对拓扑声子传输途径的快速电控切换。经过施加高速射频信号，器材还能轻松完成对声波的强度调制，3 dB调制带宽达650 Hz。为未来开发根据规模化拓扑声子线路的信息处理使用奠定了坚实基础。

  这项作业为处理大规模集成声子电路在高频、可重构、鲁棒性等方面的核心技能难题供给了立异处理方案，充沛展现了拓扑声子学在微波声学芯片范畴的巨大使用潜力。该技能渠道具有与光子学器材和超导量子器材集成的天然优势，为未来经典与量子信息处理供给了全新的混合集成技能途径，有望推进声子芯片在5G/6G射频前端、微波光子雷达、量子接口等战略性范畴的产业化使用。

  我国科学技能大学物理学院徐新标特任副研讨员、美国宾夕法尼亚州立大学Mourad Oudich助理教授和曾遇博士研讨生为论文的一起榜首作者。该研讨得到了国家天然科学基金委、北京国家凝聚态物理试验室、我国科学技能大学“双一流”建造经费等项目的大力支持。

  （量子网络安徽省要点试验室、物理学院、我国科学院量子信息和量子科学技能立异研讨院、科研部）