本機構は、より高度な量子ドットレーザや単一光子光源の技術開発を図り、次世代ユビキタス情報化社会に必要な超ブロードバント、超高セキュリティ、超高エネルギー効率のグリーンＩＴネットワークづくり、および高性能エネルギー変換技術の開発にも取り組み、地球環境問題にも貢献します。また有機トランジスタによる新世代フレキシブルエレクトロニクスや光電子融合技術の研究開発も進め、ポストCMOS時代に備えます。さらに、量子暗号通信、量子中継なとによる超高セキュリティな量子情報通信ネットワークの実用化技術の確立により、フォトニック・量子融合ネットワーク技術基盤の確立を図ります。これらと合わせて、量子現象による飛躍的な計算量の増大が期待できる量子計算機の基盤技術を実証していきます。このため、下記3つの研究部門を中心にして連携研究開発を推進します。

　量子ドットやフォトニック結晶などのナノ技術を駆使して、量子ドットレーザなどナノデバイスの高性能化を図り、早期の実用化に向けた開発研究を推進します。また、フレキシブルエレクトロニクスにおける有機トランジスタ技術の高性能化に向けて、新材料開発から取り組むとともに、光電子融合を図るシリコンフォトニクスや太陽電池についても研究開発を進めます。

　単一光子発生デバイスや量子もつれ状態制御デバイスなど、量子情報デバイスの高性能化に向けたデバイス技術を開発します。これに基づき、量子テレポーテーションや量子中継などを含む高度量子暗号通信システムの実現を目指し、ナノ及び量子技術による情報通信技術のイノベーションを図ります。また、量子計算機の基礎となる量子演算素子の研究にも取り組み、量子計算機の基盤技術の実証を目指します。

　量子情報エレクトロニクス及び次世代ナノエレクトロニクスの科学技術基盤として、ナノ技術の確立および量子物性科学を探求し、量子状態の完全制御を目指した研究を推進します。特に、量子ドットやナノ共振器などのナノ技術について結晶成長やプロセス技術などの基盤技術開発を行うとともに、量子ドットにおける新しい量子現象を探索し、量子状態のより深い理解と完全制御を図ります。また、量子計算科学の基礎の確立に貢献します。