半導體系統具有良好的可擴展可集成特性，被認為是可能實現通用量子計算的體系之一。近年來硅基半導體量子計算取得系列進展，量子比特性能得到大幅提升，單比特和兩比特邏輯門保真度均已達到容錯量子計算閾值，如何進一步擴展比特數量、提高比特讀取保真度成為該領域的重要議題。
由于可以處理強大的光傳輸，拓撲光子學已經成為了集成光學的強大平臺，并被進一步擴展到量子世界，在光子芯片研究方向有著相當實用的應用前景。令人震驚的是，拓撲光子結構中的谷底對比物理學有助于與谷底有關的邊緣態、單向耦合，甚至是拓撲結中谷底依賴的波分。
日前，中國科技大學郭光燦院士團隊的任希鋒研究組與中山大學董建文、浙江大學戴道鋅等研究組合作，基于光子能谷霍爾效應，在能谷相關拓撲絕緣體芯片結構中實現了量子干涉，相關成果以“編輯推薦文章( Editors' Suggestion)”的形式6月11日發表在國際知名學術期刊《物理評論快報》上。
研究團隊設計和制造了基于120度彎曲接口的納米光子拓撲魚叉形分光器(HSBSs)，并展示了第一個片上谷底依賴的量子信息過程。通過由兩個拓撲學上不同的域壁聯起來構成的50/50 HSBS，研究團隊實現了0.956±0.006高可見度的雙光子量子干涉(即Hong-Ou-Mandel干涉)。
研究團隊還展示了一個簡單的量子光子電路和路徑糾纏態的產生。該研究表明，光子谷態可以用于量子信息處理，而且有可能用谷態依賴的光子拓撲絕緣體實現更復雜的量子電路，這為片上量子信息處理提供了一種新的方法。
