在世界上首次成功地制备了三光子、四光子、五光子纠缠态，并由此首次完成了三光子和四光子GHZ定理的实验验证。在连续变量的Bell定理、两粒子GHZ定理的证明以及多粒子纠缠分类等理论研究方面取得了重要进展。首次成功地实现了量子态隐形传输以及纠缠交换；在发现线性光学纠缠态纯化理论方案的基础上，首次成功地实现了高精度的纠缠态纯化；首次实验实现五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输，这是迄今为止量子纠缠的世界记录。首次实验实现了未来长程量子通讯的关键器件──量子中继器；实验实现了13公里自由空间纠缠光子分发，这是目前国际上自由空间纠缠光子分发的最远距离，也是目前国际上没有窃听漏洞量子密钥分发的最大距离。