量子資訊研究組的研究內容主要為以下三方面：
量子資訊與計算旨在突破經典計算的限制，對一些經典難計算的問題，達成量子優越性，將演算法複雜度從指數性降為多項式性。研究組將量子計算平台構建在超導量子比特電路和光學參量振盪上。前者是微納加工的固態電路，其金屬導線保持在超導態下，導線內的電流滿足約瑟夫森定律。包含這種電流的量子比特會產生疊加態，量子演算法就能在它上面併發地執行，以簡化演算法的複雜度。後者是在光學環形腔裡的可擴展光脈衝，它們系統裡的兩個自由度之間能構成量子演算法所需的量子糾纏。
量子非線性輸運是半導體物理研究的新興領域，包含了以非線性霍爾效應為代表的各種由貝里曲率誘發的非線性輸運現象。非線性霍爾效應於2019年首次在實驗上實現，目前世界範圍內關於此物理現象的研究基本仍處於起步階段。我們在非線性輸運方面的工作主要集中於基礎物理和器件應用。
在理論研究領域，我們主要聚焦於固態系統不同方面的拓撲研究及新材料的電學、磁學、輸運和光學性質。研究目標除了加深對於基礎物理的理解，也力求使這些理解應用於實際技術發展。我們的研究中使用了不同的理論方法，例如對稱性/拓撲分析、半經典方法、緊束縛模型、格林函數法、第一性原理DFT計算，非平衡Schwinger-Keldysh技術、散射方法及不同的數學方法。