近日，东南大学物理学院全光量子信息实验室薛鹏教授在国际顶级物理学期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）的“Forward-Looking Essays”系列，发表了题为“非厄米系统中的拓扑相与奇异点”（Topological Phases and Exceptional Points in Non-Hermitian Systems）的前瞻评述文章。该系列自2023年设立以来，全球仅发表12篇特邀评述（中国单位仅2篇），旨在以精炼而前瞻的视角，指引物理学各前沿领域的未来发展方向。

在真实物理环境中，系统不可避免地会与外界环境发生能量或粒子的交换，此类系统被定义为开放系统。非厄米物理为描述这类普遍存在的开放系统提供了有效的理论框架。与描述孤立系统的传统厄米体系不同，非厄米哈密顿量的能谱通常为复数，对应本征态彼此非正交，并且存在一类特殊的能谱“奇异点”；在该点处，能级发生简并的同时，对应的本征态亦塌缩为同一态。这些独特的非厄米特性，不仅催生了厄米体系中完全不存在的拓扑物态与现象，例如非厄米趋肤效应、非厄米金属、非厄米准晶等，也在增强传感、单向隐形、非厄米拓扑漏斗等多个方向上推动了技术革新。当前，非厄米物理正深刻重塑人们对量子力学、凝聚态物理及材料科学等多个学科的传统认知。

在这一前沿方向上，薛鹏及其团队取得了一系列重要科研成果，包括首次实验观测非布洛赫宇称-时间对称与奇异点、直接测量非布洛赫拓扑不变量、发现高阶非厄米趋肤效应、演示边界爆炸现象、揭示谱几何与自加速的关联，推动非厄米能带理论发展并拓展光调控新途径等。正是基于这一深厚的积累，薛鹏受邀撰写评述文章，系统梳理非厄米物理的核心进展，并前瞻性地提出该领域未来的关键挑战与发展方向。

在这篇评述文章中，薛鹏重点围绕非厄米物理的两大核心主题展开论述：其一是奇异点及其拓扑结构，其二为非厄米拓扑相。文章详细介绍了非厄米系统中的奇异能谱结构，进一步探讨了奇异点在高维非厄米系统中形成的高维奇异结构（如结面、结线乃至纽结结构）的拓扑鲁棒性及其在增强传感中的应用潜力。在非厄米拓扑相方面，文章系统阐述了非厄米趋肤效应这一标志性非厄米现象，该效应颠覆了传统拓扑体边对应关系，推动了非布洛赫能带理论的发展，将该理论推广至相互作用、无序及高维系统，仍是当前最具挑战性的课题之一。此外，文章还系统评述了非厄米物理从经典平台（声学、电路、力学等）到量子平台（光子、超冷原子、超导量子比特、离子阱等）的实验进展，特别强调了非厄米物理有望在拓扑量子计算、增强光子器件、新型非厄米拓扑材料以及增强传感等方向取得重大突破。

该工作的发表，标志着我国以薛鹏团队为代表的中国学者在非厄米物理这一新兴交叉领域的国际地位已跻身领跑行列，充分体现了中国学者在基础物理前沿探索中的重要贡献。该工作得到了国家重点研发计划及国家自然科学基金的支持。