近代量子力学和凝聚态物理学的建立，极大地扩展了人类对材料的认识，将材料研究从宏观尺度拓展到了微观尺度，超导电性、量子霍尔效应等新奇物态被相继发现，催生了量子材料器件研究及应用的新领域。量子物态调控与器件方向主要聚焦未来信息产业所需的新材料与新器件、拓扑量子物态理论、凝聚态物理等领域，研究内容包括薄膜和低维材料生长、异质结生长、界面控制、器件设计、微纳加工、器件表征等。研究实体设有量子物态研究所、量子材料研究所和量子器件研究所。