拓扑材料是凝聚态物理和材料科学领域的前沿课题。随着理论方法的发展，最近人们在大规模筛选拓扑材料方向取得了多个进展。文章着重介绍作者基于对称性指标理论发展的根据在原子绝缘体基组展开系数高效判断材料拓扑性质的方法，以及相关的典型材料。人们预言的数千个新的拓扑体系为进一步深入研究拓扑材料提供了基础。

受益于新世纪以来微纳加工技术的快速发展，人工光学微结构的相关研究在近二十年里取得了长足进步。人工光学微结构集合了光学介观体系丰富的物理机理、有力的光参量调控手段，为实现对光与物质相互作用的有效操控提供了一种全新的方式，为光学器件的小型化、集成化和轻质化提供了新的途径。文章将对人工光学微结构这些年的发展进行概述，并展示该研究领域的最新研究进展。

腔量子电动力学是在单量子层次上研究光和物质相互作用，在光和原子的强弱耦合、量子相干以及量子信息等方面取得了巨大的成功。通过局域场增强效应，微纳光子结构可以极大地提高光和量子体系的耦合强度，给传统腔量子电动力学带来了新的研究机遇。文章综述了微纳尺度腔量子电动力学的基本原理、重要进展以及可能的应用，特别是在基于金属微纳结构的复合体系中的量子光学效应。这些研究工作不但丰富了光和物质相互作用的内容，还将为芯片上量子信息过程及其可扩展量子网络提供一定的基础。

在传统光学原理框架下，高效光传输问题在集成光电子领域的发展受到了制约。人们希望从物理源头出发，提出新型原理机制或设计方法，来获得整体上的高保真光传输性能。这正好与近年兴起的拓扑光子学内涵相吻合。近年来，光子晶体和超构材料等多种电磁系统都被用于拓扑光子学的研究中，并受到了广泛关注。文章简要回顾拓扑光子学的发展历程，重点介绍能谷光子晶体的物理特性和最新研究进展，集中论述了电磁对偶能谷光子晶体的理论提出、能谷光子晶体分类与微波实验观测、硅基能谷光子晶体与光波段传输实现等方面。最后，将讨论该领域的未来，并展望其在微纳集成光子学领域的可能发展方向。

量子计算和量子模拟具有强大的并行计算和模拟能力，不仅为经典计算机无法解决的大规模计算难题提供有效解决方案，也可有效揭示复杂系统的物理规律，为新能源开发、新材料设计等提供指导^[1]。量子计算研究的终极目标是构建通用型量子计算机，但这一目标需要制备大规模的量子纠缠并进行容错计算，实现这一目标仍然需要经过长期不懈的努力。