이수준 교수는 양자계산알고리즘, 양자암호 및 통신 이론으로, 양자 이득을 보여주는 양자 알고리즘 개발과 복잡도 이론 및 양자얽힘과 양자 암호이론, 양자정보이론 등 다양한 형태의 양자정보과학 이론 연구를 진행했다. 특히, 미국, 영국, 캐나다, 독일, 일본 등을 포함한 국내외 연구진과 공동연구를 수행한 경험을 토대로 학생들의 국내외 공동연구 및 인턴십을 수행하는 데 도움을 줄 수 있는 연구 네트워크를 보유하고 있다.