2009年，中国科学技术大学光学与光学工程系正式成立。光学与光学工程系是以原物理系光学专业为主，为发展我国光学事业而专门成立的系，该系设有光学和光学工程两个专业，光学专业为国家重点学科，设有博士后流动站。该系拥有中国科学院量子信息重点实验室和安徽省光电子科学与技术重点实验室。
中国科学院量子信息重点实验室以研究量子通信网络和量子计算机为目标，开展导向性基础研究和应用基础研究，曾荣获国家自然科学二等奖和安徽省自然科学一等奖等成果，量子信息领域研究方向为：量子密码及其应用, 量子通信网络的关键技术, 量子计算新机制研究, 量子信息基础理论。
安徽省光电子科学与技术重点实验室以光电子科学基础研究、应用基础研究以及高新技术研究为主要方向，在聚合物光子学、纳米近场光学、生物光子学、纤维光学和光纤传感等领域形成了自己的研究特色，取得了具有自主知识产权的重要研究成果，为光电子高新技术的产业化奠定了良好基础。
该系现有教制职员工32人，其中中国科学院院士1人，博士生导师10人，副教授12人。
该系承担由郭光灿院士作为首席科学家承担科技部“973”项目，国家863计划、国家973计划、中科院知识创新、国际合作等多种重要国家科研项目。量子信息团队为国家基金委“创新研究群体”。该系在光学领域研究实力居国内高校之首。已发表论文 600多篇，其中Nature 1篇、Phys.Rev.Lett. 15篇。
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