山西大学量子光学实验室创建于1984年，在彭堃墀院士带领下，实验室长期从事量子光学基础研究及光量子器件应用开发，是国内最早开展量子光学研究的单位之一。2002年实验室被评为量子光学与光量子器件国家重点实验室，2007、2012、2017年连续三次评估为良好类实验室。

  科研团队2008年被评为国家自然科学基金委创新研究群体，2012年获二期延续资助。经过30多年发展，已建成能够开展国际前沿课题研究的实验平台，具有量子光学与光量子器件国家重点实验室、光学国家重点学科、物理学国家理科人才培养基地、极端光学省部共建协同创新中心、原子分子物理国际合作联合研究中心、光与物质相互作用的量子效应学科创新引智基地等重要的支撑平台，科研团队入选国家基金委创新群体、教育部创新团队、教育部全国高校首批黄大年式教师团队、第六届全国专业技术人才先进集体团队等，在推动量子科技前沿研究，服务国家重大需求、地方经济建设方面发挥了显著作用，在国内外量子科技领域具有重要影响，是我国该领域研究及人才培养的重要基地之一。

  实验室现有固定人员101人，博士后和研究生254人，面积12400平米、固定资产总值3.09亿元。科研团队现有中科院院士1名，国家自然科学基金杰出青年基金获得者5名，教育部长江学者特聘教授4名，中组部千人计划入选者1人，国家重大科学研究计划项目首席科学家4名，中组部青年千人计划入选者2人，教育部青年长江学者2名，国家自然科学基金优秀青年基金获得者8名，何梁何利基金科技进步奖获得者1名，全国杰出专业技术人才奖获得者2名，山西省科技杰出贡献奖1名，谢希德物理学奖获得者1名，饶毓泰物理学奖获得者1名，美国光学学会会士（OSA Fellow）3名，美国物理学会会士（APS Fellow）1名，其他省部级人才计划专家30余名。

  近五年，实验室承担了各类国家级项目120余项，其中科技部重点研发计划项目5项、课题14项，国家基金委重大重点项目9项，仪器研制项目2项，总经费约5.3亿元（科研项目经费2.5亿元）。在国内外重要学术期刊发表论文600余篇，其中在国际顶级期刊Nature、Nature和Science子刊和Phys. Rev. Lett.共30余篇，授权发明专利120余项，其中国际专利6项。曾获国家自然科学二等奖2项（2021年，2007年）、国家技术发明二等奖1项（2003年）。

  实验室始终面向量子科学前沿和国家重大需求，聚焦量子调控、量子信息、量子器件等重大科学技术问题，在连续变量量子信息、超冷原子分子和光量子器件研究等领域形成了优势与特色，主要开展以下四个方向的研究工作：

  方向一：量子光学与量子信息

  以量子物理学为基础，运用现代光学与光电子学的实验手段，开展量子资源的产生、调控与测量等研究，开拓量子资源在量子信息、量子计算、量子通信等方面的应用。

  方向二：超冷原子分子的量子调控

  以超冷原子分子体系作为一个纯净可操控的理想实验平台，开展超冷原子分子、原子相干操控、单原子单分子控制与腔量子电动力学等研究，利用原子、离子体系进行量子模拟和量子计算。

  方向三：量子精密测量与传感技术

  以光场、原子、分子的量子资源为核心，开展量子精密测量与传感技术应用研究。开展可控的单原子、单光子源研究，实现突破经典极限的精密测量，基于原子分子高灵敏度的磁场、微波场测量等。

  方向四：量子材料与光量子器件

  开展二维超导、二维磁性、层状拓扑材料及其异质结构的精准制造、量子物态的多场调控研究，实现新材料的微纳量子器件。开展实用化的全固态单频激光器及连续变量量子光源以及实用化连续变量量子密钥分发样机研制。

  实验室重视国内外合作与交流，大力吸引国际创新力量和资源，积极探索多形式的多边交流与合作，鼓励研究组走出国门交流合作。实验室成立的“原子分子物理国际联合研究中心”已被科技部认定为国家国际科技合作基地，与美国NIST、马里兰大学、英国诺丁汉大学、法国国家科学研究中心、俄罗斯圣彼得堡大学、德国柏林自由大学以及美国密歇根大学开展了实质性的国际科技合作。以实验室为牵头单位的山西省“极端光学协同创新中心”，联合北京大学、华东师范大学、南开大学、浙江大学、中科院西安光机所、哈尔滨工业大学、中科院上海光机所等多家国内高水平科研单位，有效地整合了各参与单位的人才及资源，形成了合作与协同的研究平台。