湖南师范大学“低维量子结构与调控实验室”可追溯到上个世纪七十年代原湖南师范学院激光物理实验室。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“量子结构及调控实验室”，2007年获批省部共建教育部重点实验室建设立项。

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研究人员56人，专职管理人员2人，其中国家杰出青年基金获得者1人，国家优秀青年基金获得者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6人，湖南省杰出青年基金获得者5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2人，全国百篇优秀博士论文提名获得者2人，全国优秀教师1人，全国百篇优秀博士论文指导老师1人，博士生导师19人，教授24人，副教授和高级实验师23人，具有海外科研工作经历的31人，有博士学位者41人，实验师及工程师11人。

实验室设四个主要研究方向：量子相干性及其调控；一维量子结构制备自组装与量子输运；表面量子结构与催化材料；光电转换材料与表面界面。实验室拥有4000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5000余万元，仪器设备运行良好，技术参数达到国内领先水平。

立项建设以来共发表SCI论文600余篇，其中PR系列80余篇,影响因子大于4的51篇；获得国家发明专利授权4项，申请国家发明专利14项；承担科研项目85项，其中国家级54项，总经费4183.1万元；获得湖南省科技进步奖一等奖1项﹑湖南省自然科学奖一等奖1项﹑湖南省科技进步奖二等奖1项。

学科建设方面取得了一系列的突破。2007年,理论物理被评为国家重点学科， 2009年，量子效应及其应用创新团队入选教育部“长江学者与创新团队发展计划”创新团队，大学物理教学团队被评为国家级教学团队，基础物理课程教学团队被批准为湖南省教学团队，2010年，理论物理又被评为湖南省优势特色重点学科。 2011年，量子效应及其应用创新群体入选湖南省自然科学基金委创新群体。