低维量子结构及调控省部共建教育部重点实验室的历史可追溯到上个世纪七十年代原湖南师范学院的激光物理实验室。八十年代初激光物理实验室被评为湖南省重点实验室。
1993年和2001年在激光物理研究室的基础上相继成立了“微结构物理实验室”和“现代光学与量子通信实验室”。2005年在“微结构物理实验室”和“现代光学和量子通信实验室”的基础上组建了“量子结构及调控实验室”，并被立项为校级重点实验室予以重点建设。2007年“低维量子结构与调控实验室”获省部共建教育部重点实验室立项。
低维量子结构及调控省部共建教育部重点实验室依托的学科：理论物理于1996年被批准为湖南省重点学科,非线性物理于1999年被批准为国家“211工程”重点学科，理论物理于2007年被批准为国家重点学科。实验室的建设一直是重点学科建设的重要内容。2000年获得理论物理博士学位授予权，2003年获得凝聚态物理博士学位授予权，2003年获得物理学博士后流动站，2005年获物理学一级学科博士点。
经过“九五”和“十五”重点学科建设，低维量子结构及调控省部共建教育部重点实验室已经具有良好的科研实验条件。实验室目前拥有3000余平方米建筑面积的实验用房，相关实验配套设施较齐全，科研仪器总价值1800余万元，其中原值超过5万元以上的大型仪器有37台套，原值1570余万元。所有仪器设备基本运行良好，技术参数达到国内领先水平。 “十一五”期间实验室所依托的重点学科将投入实验室的仪器设备购置；以保证重点实验室在建设期间跃上一个新的台阶，实现跨越式发展。
低维量子结构及调控省部共建教育部重点实验室已经形成以教授博士群为主体，年龄结构和知识结构合理的创新研究团队。目前实验室在编固定人员44名，其中国家杰出青年基金获得者1人，湖南省“芙蓉学者”特聘教授3人，教育部“跨（新）世纪优秀人才培养计划”入选者3人，湖南省杰出青年基金获得者3人，教育部提名国家科学技术奖(自然科学奖)二等奖获得者1人，全国百篇优秀博士论文获得者1人，全国优秀教师1人，博士生导师13人，教授16人，副教授和高级实验师13人，具有海外科研工作经历的9人，有博士学位者22人，实验师及工程师11人。
量子结构是一些由少数粒子（如光子和原子）组成的物质系统。它们表现出的奇异量子现象和规律将改变相关理论的现有框架，使人们对物质世界的认识进入到崭新的阶段，孕育着新的技术革命，给材料、信息、绿色制造、生物和医学等领域带来极大的发展空间。量子调控就是探索新的量子现象，发展量子信息学、关联电子学、量子通信、受限小量子体系及人工带隙系统，构建未来信息技术、新材料技术和新能源技术基础，有可能对人类社会经济发展产生难以估量的影响。实验室的基本研究工作思路：坚持理论与实验相结合，以量子力学为基础从原子尺度上设计和优化囚禁原子系统、量子点、量子线、二维表面界面等量子结构，探索新的量子现象，揭示新的物理规律，发展蕴含重大技术突破的量子器件。
低维量子结构与调控省部共建教育部实验室目前设4个主要研究方向：
量子相干性及其调控：主要研究量子结构的量子相干性导致的量子效应的起源、产生和调控，探索新的量子现象，发展量子信息学、关联电子学和量子通信，构建未来信息技术理论基础。
一维量子结构制备自组装与量子输运：系统研究宏观生长条件对一 维量子结构微结构的影响，通过对其微结构的控制、剪裁和设计，实现对其电子能带结构、电子行为的设计和调控，从而对其量子输运特性进行调控。在此基础上构筑基本纳米器件模型。
表面量子结构与催化材料：从量子层次研究催化材料表面的微观结构和量子尺寸效应及它们对催化反应的影响，从而在实验上实现催化材料的表面组装、量子调控，以改变催化材料的催化活性，提高催化选择性和催化效率。
光电转换材料与表面界面：运用量子力学第一性原理计算与实验相结合研究基于量子结构的光电转换材料和它们的表面与界面的微结构和电子结构及它们对光电转换效率的影响, 从而得到优化的光电转换材料组份和实验条件，开发高转换效率和低成本的新型太阳能电池。
