即使是最出色的科学理论也需求数据和证明，就在本年，人类有史以来第一张黑洞图画总算供给了支撑爱因斯坦百年理论所需的依据。量子资料对这种需求并不生疏，宾夕法尼亚大学查尔斯·凯恩和尤金·梅莱提出关于拓扑绝缘体（内部绝缘体，外表是导体的资料）的突破性获奖理论，成为物理研讨范畴的根底，期望协助工程师开发更高效的光电子器材或量子核算机。科学家们试验室正在生成数据，以协助将量子资料范畴的这些和其他主意带入到日子运用中来。
研讨人员专心于光学试验，这些试验可以协助理论和试验方面的科学家了解这类资料，有时还会在这个过程中做出新的发现。试验室的大部分作业都是“官样文章”，验证理论家的猜测，但有时试验会发现理论无法猜测，意想不到的东西。在这两种情况下，两种类型的研讨小组之间，在运转试验，了解成果，以及方案额定的试验以协助承认新假定之间都有相当大的协作。研讨人员进行光学试验，以研讨光与量子资料相互作用的方法。
该小组正在研讨非线性呼应区域中的效应，在非线性呼应区域，输入和输出之间的联系要建模得更杂乱，光学是咱们很好地了解线性效应的范畴之一，但更风趣的往往是非线性呼应，这很难处理，但十分有用。研讨人员致力于太赫兹信号的研讨，这种信号是肉眼看不见的亚毫米波。运用磁性拓扑资料来研讨物质和光之间的相互作用。这项研讨终究或许促进更高效的太赫兹发射器和存储设备，其履行速度可以比现有渠道快1000倍。
科学家们正在研讨拓扑绝缘体和超导体之间的相互作用，以协助制作更安稳的量子核算设备。当时的量子信息存储设备十分软弱，因而数据很简单丢掉或打乱。经过根底研讨，科学家们期望找到一种可以在拓扑相中存储量子态的资料，以取得更长时刻的安稳性。一起已树立了三种不同的非线性光学设备，并正在探究拓扑资料的根本特点，这种资料可以有效地将光转换为电流。一个方针是找到可以更快地敞开和封闭的光电资料，这将使它们更节能。
开始研讨现已找到了一些或许的竞争者，现在正在与理论家协作开发新的模型，以了解正在搜集的数据。这项研讨有潜力创造出可以协助人们更好地感知环境的设备，这或许对战士的态势感知特别有用。了解磁性Weyl（外尔）半量和多重费米子根本性质将为运用新的技能范式奠定根底，包含用于信息处理的自旋电子存储器材，节能电子和太赫兹源。该小组的大部分时刻都花在调整和运转光学试验上，这项作业需求许多的时刻和耐性“这是一个很大的腾跃”，从了解理论到树立和运转试验。
虽然作业面对应战，但设置和运转试验是一个很好的学习时机。对拓扑绝缘体和超导体之间相互作用的研讨，遭到量子核算运用的推进，有时机从事具有应战性的光学试验是令人难以置信的报答。在接下来的几年里，研讨小组将持续专心于根底拓扑资料研讨，虽然很难知道这样一个年青范畴的未来会是什么姿态。这是一个新的范畴，有许多时机，但它也或许在数年内失掉热度。
博科园｜研讨/来自：宾夕法尼亚大学
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