1. **弱力（力矩）精密测量，暗物质与暗能量的实验探测**：聚焦 "Lab on Table" 型实验体系，强调模块化、可扩展性及环境适应性，推动量子精密测量从实验室走向工程应用。量子传感技术为暗物质粒子相互作用、暗能量动力学等基础物理问题提供实验支撑，并在惯性导航、引力波探测、地壳形变监测等领域催生技术革新。
2. **弱力（力矩）精密测量，量子精密测量与传感**：基于量子系统与物理场（力、电、磁、光）的相互作用，突破经典极限，达到飞牛（fN·m）、皮特斯拉（pT）级超高精度。2018 年国际计量大会确立量子化单位体系，目前 7 个基本物理量基准已全部量子化，弱力测量与弱磁测量同步迈进量子化阶段。
3. 其他研究领域：利用核自旋进行量子信息处理；超导量子电路和机械振子构成的量子系统及其量子计算应用。