冷原子量子光学实验室围绕量子信息网络、量子精密测量领域开展前沿课题研究，建成万级超净实验室面积约120平方米，且目前已经完成三套可并行运作的高光学厚度二维磁光阱系统，达到了国际上同类型实验系统的先进水平，如二维磁光阱冷原子系综的有效长度达到2.5 cm，光学深度达到300。并且通过搭建多重平衡磁场并在激光冷却过程后快速关闭囚禁磁场，对剩余磁场进行实时平衡，有效抵消原子团所在之处的直流及梯度磁场。实验平台成功制备窄线宽单光子源，实现单光子存储并可操控时空模式的单光子子弹。此外，平台成功实现了单光子与存储的单个原子自旋磁子之间的量子干涉，首次演示了飞行的光子与存储光子之间的不可分辨性。