El área de óptica cuántica comprende, entre otros, a los fundamentos de la mecánica cuántica, las fuentes de luz con propiedades no clásicas (estados de Fock y estados comprimidos), la teoría de detección de fotones, la electrodinámica cuántica en cavidades, los átomos fríos, la computación y las comunicaciones cuánticas. El Departamento cuenta con dos grupos de investigación experimentales, enfocados principalmente al estudio de fuentes de luz no clásica, sus propiedades y sus aplicaciones.