Profil prowadzonych przez nas badań koresponduje z precyzyjną metrologią oraz implementacją procesorów kwantowych. W tej dziedzinie, działalność Zakładu koncentruje się wokół problematyki inżynierii kwantowej w implementacji na izolowanych strukturach, takich jak jony uwięzione w pułapce Paula, czy wakanse azotowe NV- w diamencie. Istotnym obszarem naszych prac jest budowa zaawansowanych układów eksperymentalnych przeznaczonych do manipulacji stanami kwantowymi wymienionych struktur za pomocą promieniowania laserowego lub mikrofalowego. Ponadto, w ramach zastosowań w komunikacji kwantowej, w zakładzie realizowane są zagadnienia związane z generacją wirów optycznych. Z perspektywy fizyki atomowej, zajmujemy się badaniami swobodnych atomów i jonów metodami spektroskopii laserowej wysokiej zdolności rozdzielczej. Nasze prace badawcze w tym zakresie koncentrują się na charakteryzacji poziomów elektronowych niezbędnych do prawidłowego opisu oddziaływań w atomach. Wyznaczamy między innymi strukturę nadsubtelną poziomów elektronowych, przesunięcia izotopowe, czynniki Landégo, wartości energii poziomów. Nasze prace badawcze obejmują także rozważania teoretyczne. Wykorzystujemy metody półempiryczne do opisu struktury elektronowej atomów złożonych (np. ziem rzadkich czy metali przejściowych). Analiza ta uwzględnia wyznaczenie struktury subtelnej i nadsubtelnej atomów złożonych oraz na parametryzacji elektronowych przejść radiacyjnych– zarówno dozwolonych w ramach tzw. reguł wyboru, jak i wzbronionych. Istotnym obszarem prac naszego Zakładu jest wykorzystanie metod półempirycznych i eksperymentalnych do poszukiwania i charakteryzowania nowych materiałów kwantowych. Pozwala to eksplorować zastosowanie układów atomowych w inżynierii i metrologii kwantowej w kontekście np. Dopplerowskich metod chłodzenia laserowego, czy poszukiwania stabilnych wzorców częstotliwości dla zegarów atomowych.