이광걸교수는 양자광원개발, 양자광센싱분야 연구를 진행해 오고 있다. 단일광자소스 개발을 위한 나노 형광체의 광자 방출 기작-조절 연구를 통해 네이처 포토닉스를 포함한 다수의 논문을 발표하였다. 압축, 얽힘 상태를 이용한 양자광센싱연구 및 양자 머신러닝 등의 양자정보 주제들에 대해 활발한 협력 연구를 진행 중이다.