该项目针对传统光学功能基元阵列缺乏重构性，难以满足复杂多变的信息处理应用场景这一问题，提出通过调控原子能级设计全光可调控光子能带的新方法，并制备出即时可重构的光波导阵列，实验揭示了固定能带光波导阵列中不易实现的量子和类量子效应及其相干调控机制，为发展能兼容甚至替代半导体信息技术的光量子芯片等未来信息技术提供原理和技术支撑。项目成果如下：①提出基于热原子系综的功能基元阵列及其非厄米调控方案，将光学体系中普遍存在的损耗转化为有效的光场调控手段；②设计并实现基于原子相干功能基元阵列的光量子模拟器，揭示了狄拉克光学结构中光涡旋的类粒子运动行为和光子自旋轨道耦合效应，并阐明该系统能够放大微弱效应的机制；③实现原子相干功能基元阵列中拓扑物态的非线性调控，将边界态波非线性动力学的研究由理论推进到实验，解决了边界态波传播过程中的衍射展宽问题。
上述研究共发表学术论文50余篇，5篇代表性论著包括Phys.Rev.Lett.、Nat.Commun.、Optica、Photon.Res.、Laser&Photon.Rev.各1篇。研究成果被中国科学院郭光灿院士、王立军院士、龚旗煌院士、杜江峰院士、向涛院士、澳大利亚科学院Y.Kivshar院士、加拿大皇家学院R.W.Boyd院士等学者正面评价，被Nature、Science等期刊发表的论文多次引用。项目组成员一人获得国家优青资助，一人入选国家级青年人才。