理论物理开设光与物质相互作用、量子物理与量子信息、计算物理等三个研究方向，共有指导教师9人，其中教授4人、副教授6人，另有多名具有博士学位的青年学术骨干做支撑。最近五年，该学位点在各类SCI/SCIE杂志上发表学术论文近100篇，承担了国家自然科学基金以及上海市科委自然科学基金等项目10多项。
本学科的研究方向具体如下：
1）光与物质相互作用：主要进行强激光与原子分子的相互作用研究、太赫兹物理、石墨烯光电子学等研究。
2）量子物理与量子信息：主要进行量子计算、量子信息处理、量子光学等方面的研究。
3）计算物理方向：主要利用第一原理、分子动力学和非平衡格林函数等方法研究物质和材料的结构与性能，预测和解释凝聚态物质的各种物性，为发展新材料提供理论依据。
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