一维光子系统中拓扑保护束缚态的观测

量子力学最引人注目的特征之一是具有拓扑起源的物质相的出现。这些相导致了极其稳健的宏观现象，例如整数量子霍尔系统中的边缘模、拓扑绝缘体的无能隙表面态，以及分数量子霍尔系统和拓扑超导体中具有非阿贝尔统计的基本激发。这些态中有许多在量子存储和量子计算的应用中具有广阔前景。人工量子系统凭借其精确的可控性，为创造和探测各种拓扑相提供了一个通用平台。本文利用光子量子行走研究一维拓扑现象。光子演化模拟了拓扑相的动力学，这些拓扑相被预测会出现在例如聚乙炔中。我们通过对波函数直接成像，在实验上证实了与这些相相关的拓扑保护局域态这一长期存在的预测。此外，我们揭示了一种全新的拓扑现象：存在一对拓扑保护的束缚态，这是周期驱动系统所独有的。我们的实验展示了一种通过周期驱动控制量子系统拓扑特性的强大新方法。