김준기 교수는 이온포획 기반 양자컴퓨팅 및 양자공학 실험 연구를 진행 중이며, 주요 연구주제는 확장가능한 양자 시스템 제어와 이를 위한 공학적 접근이다. 김준기 교수는 듀크대학교에서 최신 이온포획 양자컴퓨터 하드웨어(목표 큐비트 32개)를 처음부터 디자인 및 개발한 경험이 있으며, 국내 최초 이온-광자 양자인터페이스를 구축(서울대 김태현 교수님과 협업)하기도 하였다. 현재는 성균관대학교에서 5큐비트 이터븀 기반 양자컴퓨터 연구와 바륨 기반 이온-광자 양자인터페이스 연구를 활발히 진행 중이다.