近20年来，量子通信作为量子信息处理研究（quantum information processing）的一个主要方向，受到了越来越多的关注。量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式，它从通过将比特信息编码在单光子等物理体系上进行通信的通信过程，理论证明任何窃听行为都会对量子通信的结果造成影响，从而确立了量子通信的绝对安全性。
清华大学物理系龙桂鲁教授、北京师范大学物理学系邓富国教授、山东师范大学物理学院仝殿民教授、清华大学物理系副教授李岩松、北京邮电大学物理系副教授王川等组成的项目组，在量子信息领域开展了系统深入的研究，获得了若干创造性研究成果，这些研究成果产生了重要广泛的国际影响，论文得到了广泛的引用。他们的研究项目“量子通信和量子算法的物理基础研究”获得2013年度国家自然科学二等奖。
龙桂鲁教授从1987年开始在清华物理系任教，他率领的团队长期开展量子通信、量子计算领域的基础性研究。在量子计算方面，他们提出了量子搜索算法的相位匹配，构造了成功率为100%的量子搜索算法，改进了著名的Grover算法，该工作得到包括Grover算法提出人本人以及量子计算的创始人之一Benioff等国际著名学者的肯定；他们提出了国际上第一个量子安全直接通信方案，开拓了量子通信的新方向，并促进了这一方向的发展；他们发展了分布式量子通信的思想，提出了高维多方量子密集编、分布式量子秘密共享、高维量子直接安全通信等多个理论方案；他们在核磁共振体系实现了包括量子搜索算法、时钟对准量子算法等多个重要实验。
因其在量子信息领域的突出贡献，龙桂鲁教授2009年获得中国物理学会饶毓泰物理奖，2011年当选美国物理学会会士（American Physical Society，APS Fellow）。他率领的研究团队仍然在不断产生这一领域的最新研究成果，并得到来自世界范围内研究机构的验证与认可。
