二十世纪量子力学的重要成果之一就是能带理论。基于能带理论的能带绝缘体是大家非常熟悉的一种量子系统，这看似简单的能带绝缘体却给我们带来了大惊喜。近几年的研究发现，在一些具有特殊能带结构的绝缘体中，存在和量子霍尔效应相类似的量子拓扑效应。更加有意思的是，这种拓扑态的存在不需要外加磁场。这为拓扑效应在许多方面的应用打开了大门。拓扑绝缘体中的电子具有和石墨烯类似的狄拉克准粒子行为，同时又被时间反演不变性严格保护，两者相结合使得拓扑绝缘体的输运性质具有非常好的发展前景。本报告将介绍拓扑绝缘体概念的发展、新材料的寻找和制备、电子和自旋结构的确认等若干研究前沿问题，并探讨拓扑绝缘体在电子学、自旋电子学和量子计算方面可能的应用前景。