拓扑物态是当前物理学研究的热点领域。当考虑系统自身的非线性响应时，在非线性拓扑系统中通常存在两类边缘孤子：一类源自线性拓扑边缘态，具有拓扑保护特性；另一类则由非线性诱导产生，存在功率阈值且属于拓扑平庸态。电路晶格一直是研究非线性物理的重要平台，近年来在奇异拓扑态探索中再度受到广泛关注。当前基于连续波信号驱动的非线性拓扑电路研究，对应的物理模型为驱动耗散非线性系统，需要同时处理驱动、耗散、非线性以及拓扑之间的相互作用，并可能涉及系统的双稳响应。然而，在复杂非线性拓扑系统中，多种边缘孤子共存，若采用上述物理模型，边缘孤子的选择性激发与转变过程的观测面临重大挑战。

刘英教授团队在2023年搭建了拓扑电路实验平台。针对非线性拓扑系统中的观测难题，团队提出了在电路晶格中实现淬火动力学的方案，巧妙地将电容的充放电过程分别对应至淬火动力学中的初态制备和时间演化。与连续波信号驱动相比，该方案具有显著的优势，能够实现非线性模式的选择性激发，以及对时间演化的直接观测。利用该方案，团队成功观测到非线性三聚体晶格中的两种拓扑非平庸边缘孤子和三种拓扑平庸边缘孤子。进一步地，通过改变激励信号的强度，团队还观测到非线性诱导的拓扑非平庸边缘孤子和拓扑平庸边缘孤子之间的转变。该成果为非线性拓扑电路晶格中奇异拓扑物态的探索提供了普适性框架。未来，团队将针对更为复杂的非线性拓扑体系开展研究，研究成果有望在芯片、通信、传感等领域得到应用。

本工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、西安电子科技大学青年科技人才跃升专项等项目的支持。

非线性三聚体电路晶格和淬火动力学

论文链接：https://www.nature.com/articles/s42005-025-02272-1