1989年，谢伟从中国科学技术大学物理专业本科毕业，获得中美联合培养物理类研究生计划（CUSPEA）的资助。该计划由诺贝尔奖获得者李政道博士主持，选拔并派遣学生到美国攻读物理专业研究生。录取谢伟的，是美国南加州大学物理系。
他曾在美国的多个知名机构工作，例如加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室和新泽西州霍姆德尔的贝尔实验室。2004年至2022年在澳大利亚墨尔本大学电气与电子工程系执教。2022年，他回国加入西湖大学，担任光通信与传感讲席教授。
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