东南大学物理学院全光量子信息实验室薛鹏团队及其合作者在非厄米量子物理与准晶体系研究领域取得重要进展。研究团队利用单光子离散时间量子行走实验平台，首次实现了Aubry-André-Harper（AAH）模型及其非厄米扩展的量子模拟，系统观测到金属—绝缘体相变、PT对称性破缺相变，以及离散时间体系中特有的新型谱相变。相关成果以“Aubry-André-Harper模型中金属-绝缘体相变与谱相变的观测“（Observation of Metal-Insulator and Spectral Phase Transitions in Aubry-André-Harper Models）为题发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）。

研究团队首先从理论上分析了非厄米 AAH 模型在离散时间Floquet演化下的谱结构变化。体系本征谱分布于复平面中，并随非厄米参数的增加发生显著演化。在弱非厄米区域，体系准能谱仍部分分布在单位圆附近；当非厄米参数超过临界值后，体系发生 PT对称性破缺。进一步增大非厄米参数后，此时所有准能谱均完全脱离单位圆，对应完全复化的谱结构。为了在实验中实现对非厄米AAH模型的模拟，研究团队构建了基于单光子的离散时间量子行走实验平台。该实验平台能够对非厄米AAH模型中的多重相变进行量子模拟，并为研究非厄米准晶体系中的输运与谱拓扑性质提供了实验基础。

在实现非厄米AAH模型的量子模拟之后，研究团队首先研究了体系在厄米条件下的金属—绝缘体相变行为。通过调节体系参数，实验分别观测到了扩展态、临界态以及局域态对应的动力学演化特征。在此基础上，研究团队进一步扫描整个参数空间，并构建了体系的实验相图。扩展相与局域相在参数空间中被清晰区分，并由自对偶线所分隔。实验结果首次直接观测到了 AAH 模型中的金属—绝缘体相变，为研究准周期体系中的局域化物理提供了新的实验方案。

东南大学物理学院为该工作的第一完成单位，由薛鹏教授团队完成，东南大学博士后林泉为论文第一作者，德国杜塞尔多夫海因里希·海涅大学（Heinrich Heine Universität Düsseldorf）Christopher Cedzich教授为共同第一作者，南开大学周麒教授为论文合作者。该研究工作获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省基础研究计划以及中国博士后科学基金等项目支持。