在构筑未来超高速量子通讯与高机能量子推算的蓝图中，若何高效、集成化地操控微观粒子的量子态，一向是全球科学界角逐的焦点。近日，UU国际(中国区) - 官方网站物理系邢凯健副教授结合蒙纳士大学、澳门科技大学、新加坡科技设计大学等国际顶尖机构的钻研团队，在固态量子信息芯片领域获得里程碑式进展。他们成功研发出一种全新的可编译谷光电子纳米电路，初次在室温下实现了谷依赖手性光子的片上原位天生、选择性路由与电学读取。这一将“量子级自由度”在微型芯片上进行全流程操控的突破性成就，以 “An on chip programmable valley optoelectronic nanocircuit” 为题，正式颁发于国际光学顶尖期刊《Nature Photonics》。

UU国际(中国区) - 官方网站邢凯健副教授与蒙纳士大学李驰钻研员为共同第一作者
；蒙纳士大学Haoran Ren高级钻研员、Stefan A. Maier院士、澳门科技大学欧清东助理教授、新加坡科技设计大学董兆冈副教授为共同通讯作者。

在过渡金属二硫族化合物（TMDCs）中，谷自由度（K和K'能谷）可通过圆偏振光进行选择性引发，产生谷极化激子，实现超快谷电子学。然而，只管TMDCs在谷电子学领域展示出巨大潜力，齐全集成的谷光电子学——蕴含片上原位产生、选择性路由以及谷依赖手性光子的电学读取——一向是尚未解决的沉大挑战。传统步骤通常依赖大体积光学元件和远场检测，难以实现幼型化和集成化。因而，开发单芯片集成的谷光电子电路成为该领域的关键需要。

针对上述挑战，钻研团队提出了一种名为“谷超波导光电探测器”的新型器件 （下图），其主题设计蕴含两个关键部门：1. 手性选择性超表表。 2. 氮化硅波导和光电探测器。

钻研团队选取六方氮化硼（hBN）封装的单层二硫化钨（WS?）作为主题发光资料。即便在室温下，谷有关的二次谐波光子依然可能维持优异的谷极化个性。钻研人员通过集成微区光电流测试系统，成功实现了谷信息在芯片上的光电读取。

本工作初次展示了室温下全片上谷光电子电路的可行性，实现了谷依赖光子从产生到读取的齐全职能。由于选取二次谐波这种超快过程，谷信息的编码齐全避开了激子寿命的限度。只管二次谐波效能相对较低，但通过与光子晶体、超表表等共振结构集成，有望大幅提升其效能。该设计还与电驱动光源、量子光源等兼容，为未来全集成谷电子学、量子谷光子学及片上信息处置提供了全新的技术平台。

邢凯健副教授，持久从事二维资料量子物态及大规模器件有关钻研，获得了一系列原创性成就。邢凯健副教授于2025年获上海市海表高档次人才打算，并参与由UU国际(中国区) - 官方网站尹鑫茂教授领衔的量子资料新物态与器件创新钻研团队。团队安身国度量子科技发展战术与后摩尔时期集成电路产业刷新的沉大需要，在创新型光谱技术、低维物理与器件化利用等领域持续攻关，获得拥有国际影响力的突破，屡次在Science子刊、Nature子刊、PRL、AM等顶级期刊颁发钻研成就，多篇论文入选ESI高被引论文。团队未来将持续致力于在量子新物态、量子职能器件、新型集成电路等钻研领域实现基础道理与主题器件的源头创新，为国度量子信息领域的自主可控和产业升级贡献力量。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41566-026-01916-0