本小组理论研究内容比较广泛，涉及到腔QED、线性光学量子信息处理、量子 香农理论、冷原子物理和凝聚态等量子信息有关的多方面内容。
1．腔量子电动力学(C-QED)
在量子信息处理的各种方案中，C-QED方案是研究得比较早、发展得比较快，并且被认为是最有前途的方案之一。腔QED是原子物理与量子光学的交叉领域。其主要思想是将俘获的原子约束在高品质腔中，把量子信息储存在原子能态上，利用光腔进行量子门操作和量子信息的传输，因此，可以利用腔QED方案进行原子多体纠缠态的制备、量子态克隆、量子门操作、以及小规模的量子计算等量子信息处理。
2．线性光学量子信息处理
随着光学器件的飞速发展，光子或单光子作为量子信息的载体具有出错率小、飞行距离远等诸多优点。基于线性光学的量子信息处理也是比较活跃的研究课题。
3．超冷原子分子物理
1995年,实验上成功实现波色-爱因斯坦凝聚(BEC)后, 超冷原子物理开始经历一个飞跃式发展的时期。起初的研究重点是平均场相互作用主导的物理（单粒子的物理）。我们的主要兴趣是超越平均场的，较强关联和相互作用的物理，希望超冷原子能帮助我们检验已有的多体理论，并为我们理解多体系统带来更多的，新的灵感！
4．量子香农理论
以统计的角度对待信息和噪声，量子香农理论寻求有无穷份量子资源（如量子态，量子信道，纠缠等）可供利用时的量子信息处理极限。具体研究内容包括分布式量子信源压缩，信道容量，各种纠缠资源之间的转换，量子密钥分配的安全性分析等。量子香农理论可以为现实中的量子信息处理提供理论指导。
