拓扑学是数学的一个分支，研究空间在连续变形下的不变特征，而定量刻画该不变特征的量被称为拓扑不变量。近四十年，拓扑的概念被广泛引入凝聚态物理学，产生拓扑物相的概念，并已成为理解量子物质基本相的基本观念。过去超过十年里，拓扑物相的研究被拓展至诸多不同的物理分支领域，包括人工物理系统，激发了在各领域中对拓扑相的广泛研究。特别是近期，北京大学刘雄军教授课题组提出基于量子淬火动力学的拓扑物相非平衡表征理论。然而，由于动力学演化涉及时间维度信息，表征动力学拓扑态通常同时需要空间维度和时间维度的完整信息。这增加了实验上利用淬火动力学来表征拓扑物态的难度

为此，研究团队结合合成频率维度的概念，提出了全息淬火动力学的方案，即仅利用时间维度上的动力学演化实现对拓扑信息的完整表征和探测。该团队的研究成果展示了在人工合成维度空间中实现非平衡物态探测的可行性和重要性。该工作所提出的全息淬火动力学与之前的基于量子淬火动力学的拓扑物相非平衡表征理论有着很大的不同，即仅仅利用了时间这一个维度就可以提取拓扑物态的完整信息，为实验上用动态谐振环系统通过淬火动力学直接探测拓扑相提供了新思路，并为进一步拓展至更高维度的人工合成系统中研究拓扑相提供了重要方案。

图 系统的动态自旋纹理，呈现出了拓扑缠绕特性

该成果发表“Danying Yu, Bo Peng, Xianfeng Chen, Xiong-Jun Liu, and Luqi Yuan, Topological holographic quench dynamics in a synthetic frequency dimension, Light: Science & Applications 10, 209 (2021)”

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41377-021-00646-y