Los puntos diabólicos (DP) introducen formas de estudiar la fase topológica y la dispersión de energía peculiar. Científicos de China y socios del Reino Unido demostraron DP en microdiscos activos fuertemente acoplados. Se utilizó un nuevo control macroscópico de retrodispersión basado en la competencia entre defectos y emisores cuánticos para lograr DP. Este trabajo allana el camino para integrar DP y fenómenos más exóticos en procesos de información cuántica con emisores cuánticos, e inspirará más investigaciones con los AD.

Los DP se originan a partir de degeneraciones dependientes de parámetros de los niveles de energía de un sistema. Debido a la fase topológica Berry, Los PD juegan un papel fundamental en la dinámica física y química, como la fotónica peculiar en materiales 2-D o sistemas de materia condensada que proporcionan procesamiento cuántico topológico. Mientras tanto, Los emisores activos en estructuras fotónicas son esenciales para la interfaz coherente electrón-fotón en la red fotónica cuántica. Por lo tanto, La realización de DP en estructuras fotónicas activas puede beneficiar enormemente la implementación del procesamiento de información cuántica y la ampliación en la red cuántica. Sin embargo, múltiples emisores cuánticos en cavidades activas generalmente se colocan al azar, resultando así en una retrodispersión simétrica e incontrolable que prohíbe una degeneración con sólo estados propios triviales. Como resultado, la interfaz coherente entre electrones y fotones en los DP es difícil de lograr.

En un artículo recientemente publicado en Ciencia y aplicación de la luz , científicos del Instituto de Física, La Academia de Ciencias de China y sus colaboradores demuestran DP en dos microdiscos fuertemente acoplados con puntos cuánticos (QD) incrustados. Debido a que el control individual de cada QD es imposible, Se propuso un control macroscópico de retrodispersión basado en la competencia entre dos tipos de dispersores (QDs y defectos), lo que resuelve el problema de la baja controlabilidad. A través de la optimización, se logró una competencia equilibrada con la fuerza de acoplamiento de retrodispersión de negativo a positivo en microdiscos individuales, claramente demostrado por las estadísticas experimentales. Es más, en comparación con los microdiscos individuales con hamiltonianos bidimensionales, dos microdiscos fuertemente acoplados tienen supermodos con hamiltonianos de cuatro dimensiones. Los espectros se ven afectados no solo por las fuerzas de acoplamiento de retrodispersión absoluta, sino también por sus signos. Por lo tanto, Las cavidades acopladas son una buena plataforma para estudiar la física fundamental de la retrodispersión y hacer posible la DP. Se observaron degeneraciones hermitianas en los DP cuando las fuerzas de acoplamiento de retrodispersión en dos microdiscos tienen el mismo valor absoluto pero en los signos opuestos.

En DP de dos cavidades acopladas, el sistema tiene espacios propios en los que las fases de dos microdiscos tienen una correlación no lineal, indicando un cambio de fase controlable entre ellos. Por lo tanto, las dos cavidades acopladas son un potencial en el control de fase cuántica y láser direccional. Es más, cuando la interacción entre emisores y cavidades mejore en el futuro, este sistema puede predecirse con un papel importante en el estudio de los comportamientos de DP cuánticos y la integración de fotones en DP en redes cuánticas.

"Los puntos y defectos cuánticos colocados aleatoriamente son muy difíciles de controlar y pueden resultar en retrodispersión simétrica. Introdujimos el control macroscópico basado en la competencia entre diferentes tipos de dispersores y logramos una fuerza de acoplamiento de retrodispersión con valores tanto negativos como positivos".

"Demostramos experimentalmente un par de DP en los espectros con dos microdiscos fuertemente acoplados, que son diferentes del DP ordinario sin retrodispersión o en una única microcavidad perfecta. Los DP aquí pueden producir una correlación no lineal con un cambio de fase entre dos microdiscos, con aplicación potencial en el procesamiento óptico de información cuántica, Óptica topológica y física fundamental en PD utilizando estructuras fotónicas, "dijeron los científicos.