新型光驱动芯片，有望加速人工智能与量子计算

这项研究取得了一项重要突破：由澳大利亚莫纳什大学物理与天文学院团队研发的全球首个全集成‘谷电子学’芯片正式问世。所谓‘谷电子学’，是一种利用材料中电子能带结构的‘谷’（valley）这一量子自由度来存储和处理信息的新兴技术。过去多年，该领域一直受限于无法在单一紧凑芯片上同时完成‘产生—定向传输—接收转换’全套光信号操作。本芯片首次实现了这三大功能的一体化：它采用仅几个原子厚的超薄二维材料，结合精密设计的纳米光学结构（超构表面），通过简单堆叠工艺将二者稳定集成；不仅能生成携带‘谷’信息的特殊光信号，还能按预定路径精准导引，并实时转化为电信号。尤为关键的是，整个系统在常温下即可高效运行——而多数量子技术需接近绝对零度的苛刻环境，这大幅降低了应用门槛。实验中，芯片成功同步编码并处理了两幅不同图像，验证了其并行处理多路信息的能力。研究团队认为，该技术有望推动新一代可编程、低功耗光子芯片的发展，在高速计算、节能数据中心、安全通信、量子计算、先进成像及下一代光通信等领域具有广阔应用前景。项目由中、澳、新、德、日多国学者合作完成，体现了纳米光子学、二维材料与光电子学的深度交叉。