利用光-物质相互作用探测并驾驭光子费米弧表面态

费米弧，即连接拓扑不同外尔点的表面态，代表了外尔物理拓扑方面的典型表现。在此，我们研究基于这些态的光子对应物的光-物质界面，并证明它可导致在其他装置中无类比的现象。首先，我们展示如何通过研究耦合到系统边界的一个或多个发射体的自发衰变来成像费米弧。其次，我们证明费米弧表面态可作为鲁棒的量子链路。为此，我们利用这些模式在系统铰链处经历的负折射。借助该机制产生了循环光子电流，其根据是否出现复苏而呈现两种不同机制。在无复苏时，表面态表现为耗散手性量子通道，可实现例如完美量子态传输。在出现复苏时，会诱导出有效的失谐腔，从而导致相干发射体耦合，可使其最大纠缠。除基础意义外，我们的发现证明了光子费米弧光-物质界面在为更鲁棒的量子技术设计方面所提供的潜力。