Observation expérimentale d'états liés protégés topologiquement avec des numéros de Chern nuls dans une marche quantique bidimensionnelle

Les marches quantiques (QWs) fournissent un outil puissant en tant que simulateur quantique pour étudier et comprendre les phases topologiques. Grâce à ce simulateur quantique, certains phénomènes topologiques ont été discutés. Cependant, toutes les observations expérimentales des phénomènes topologiques dans les QWs ont jusqu'à présent été restreintes à l'évolution en une dimension (1D). Les plateformes expérimentales 2D existantes ne peuvent pas être utilisées pour étudier les phénomènes topologiques en raison d'un manque de contrôle complet dans l'espace des positions. Ainsi, certains phénomènes topologiques intéressants dans la marche quantique 2D qui n'existent pas dans le cas 1D, par exemple, le transport renforcé par l'état de bord, n'ont pas été démontrés expérimentalement. Ici, nous rapportons la réalisation expérimentale d'une marche quantique 2D utilisant les positions spatiales et le moment angulaire orbital de la lumière. Sur la base de notre plateforme expérimentale construite, nous avons observé des états liés topologiques 2D avec des numéros de Chern nuls et confirmé la robustesse de ces états liés par rapport aux perturbations et au désordre, ce qui dépasse ce qui a été connu dans les systèmes statiques et est unique aux systèmes régulièrement drivés. Nos études représentent non seulement une avancée importante dans l'étude des phases topologiques, mais ouvrent également une voie pour explorer les propriétés topologiques dans les QWs multidimensionnels.