在过去的几十年里，基于传统CMOS工艺的集成电路产业一直遵循着Moore定律飞速发展，但是随着集成度的提高和工艺尺寸的不断缩小，半导体材料的物理极限被逐步逼近，目前已进入几个原子量级，此时电路的工作必须要考虑新的物理效应，同时，超大规模集成电路的能耗问题一直困扰着人们，Landauer定律指出，所有不可逆计算必然产生热损耗，由于现代集成电路的规模巨大，因此这部分固有能耗不可忽略，也无法根除。

    本方向主要研究两种类型的微纳电路：第一，基于量子计算原理，为量子通信和量子计算机的实现做准备的量子门逻辑电路，如量子隐形传态电路；第二，基于新型信息处理模式的纳米器件，如量子元胞自动机，来构建逻辑功能电路以降低功耗、提高性能。