【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】非厄米物理能夠產生奇異點、非厄米趨膚效應等獨特現(xiàn)象，但以往實驗通常依賴人為設計的增益、損耗或特殊環(huán)境耦合。一個自然的問題是：微觀哈密頓量保持厄米的固態(tài)電子體系，能否僅憑自身輸運過程產生非厄米拓撲？近日，北京大學物理學院量子材料科學中心謝心澄團隊與合作者在量子反?；魻?QAH)體系中給出了肯定答案。他們發(fā)現(xiàn)，單向手性邊緣通道與普通擴散通道共同作用即可產生內稟非互易輸運，并使邊緣輸運方程對應于Hatano–Nelson非厄米模型。該機制給出了可通過局域電壓和熱耗散直接觀測的非厄米趨膚效應，為在固態(tài)量子材料中研究非厄米拓撲提供了新路徑。
 

　　理想的QAH絕緣體邊緣只存在沿固定方向傳播的手性通道，而真實材料中還可能存在普通邊緣通道。前者單向傳播，后者表現(xiàn)為雙向擴散輸運。兩類通道共同存在并發(fā)生散射時，兩個方向的輸運響應不再等價，由此形成內稟非互易輸運。研究團隊進一步證明，這種邊緣動力學可嚴格映射到連續(xù)的Hatano–Nelson模型。也就是說，樣品的微觀哈密頓量仍然是厄米的，但非厄米性可以作為宏觀輸運響應自然涌現(xiàn)。
 

　　這一映射給出了清晰的實驗信號：在QAH態(tài)中，局域電壓沿邊緣呈指數(shù)型分布，熱耗散也集中在特定區(qū)域；隨著樣品長度增加，縱向電導指數(shù)衰減，而霍爾電導仍保持量子化。數(shù)值模擬進一步驗證了這些結果。相比之下，在沒有手性邊緣通道的軸子絕緣體態(tài)中，上述指數(shù)特征消失；反轉磁化方向還會反轉指數(shù)局域方向。因此，多端電壓測量和局域熱成像有望直接識別這種非厄米趨膚效應。
 

　　該研究表明，非厄米拓撲并不一定需要外部增益、損耗或特殊器件工程，也可以由厄米量子體系內部的手性輸運自然產生。工作將非厄米拓撲與介觀電子輸運直接聯(lián)系起來，為利用磁性拓撲絕緣體等固態(tài)平臺探索非厄米現(xiàn)象提供了新思路。
 

　　該研究以“Non-Hermitian Topology from Edge Transport in Hermitian Quantum Anomalous Hall Systems”為題，于2026年8月27日在線發(fā)表于《自然·通訊》(Nature Communications)。北京大學物理學院量子材料科學中心博士后周湖棉為第一作者，北京量子信息科學研究院鹿鳴為共同作者，蘇州大學物理科學與技術學院陳垂針教授和謝心澄為共同通訊作者。
 

　　該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金及量子科學與技術創(chuàng)新計劃等支持，并得到北京大學高性能計算平臺支持。
 

　　引用：物理學院謝心澄團隊揭示量子反常霍爾邊緣輸運中涌現(xiàn)非厄米拓撲-北京大學【引用時間：2026年10月4日】