研究组主要致力于开展理论研究，探索原子和分子物理学、量子光学、量子控制、量子信息和计算等领域的交叉界面。我们特别关注控制理论与应用、超快激光对量子系统的精确控制以及原子和分子中的超快现象。具体研究方向包括：

1. 量控理论：主要构建考虑多个约束条件和多个控制目标的量子最优控制理论，以实现计算（局部）最优的时间相关电磁场，从而精确控制量子现象和量子过程。在约束条件方面，涵盖了等式约束、不等式约束以及混合约束的量子最优控制理论。在时频域方面，包括时域量子最优控制理论和频域量子最优控制理论。在控制目标方面，包括单个目标和多个目标的量子最优控制理论。针对每个量子控制问题，我们建立最优控制规则，并研究光场控制问题。

2. 量子模拟：主要运用含时量子波包法和含时U算符法研究如何通过电磁场（包括经典场和量子场）调控原子分子体系的转动、振动和核自旋运动等。研究的超快过程和超快现象包括场后分子定向、分子光电离与解离、分子电荷迁移和高次谐波等。

3. 量子辨识：发展新的量子系统辨识方法，用于研究在“黑箱”模型量子系统（如单分子）中的超快现象和超快过程。我们与荷兰格罗宁根大学Richard Hildner教授的实验室合作，利用自主开发的量子动力学辨识程序，探索单分子内的超快量子现象（如电子相干和振动弛豫等）。在方法开发上，我们与浙江大学潘宇研究员密切合作，将机器学习和深度学习算法应用于具体的物理问题.