1987年至1995年,就讀于中國科學技術(shù)大學近代物理系,先后獲學士、碩士學位。
1995年至1996年,任中國科學技術(shù)大學助教。
1996年至1999年,赴奧地利留學,獲維也納大學博士學位。
1999年至2001年,歷任奧地利維也納大學實驗物理所博士后研究員、高級研究員。
2001年至今,任中國科學技術(shù)大學近代物理系教授。
2002年至2007年,任教育部“長江學者獎勵計劃”特聘教授。
2003年至2008年,兼任德國海德堡大學瑪麗·居里講席教授。
2005年至今,任中國科學技術(shù)大學合肥微尺度物質(zhì)科學國家實驗室量子物理與量子信息研究部主任。
2008年至今,任德國海德堡大學物理所榮譽教授。
2012年至今,歷任中國科學技術(shù)大學校長助理、副校長、常務副校長。
2017年,任中國科學院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院院長。
2017年7月,當選為九三學社安徽省第十一屆委員會主任委員。
2017年12月,當選為九三學社第十四屆中央委員會副主席。
2018年4月,任西湖大學創(chuàng)校校董會成員。
2021年1月,任歐美同學會(中國留學人員聯(lián)誼會)第八屆理事會副會長。
2017年12月21日,入選“2017年度中國留學人員50人榜單”。
2017年9月9日,第二屆“未來科學大獎”“物質(zhì)科學獎”。
2017年12月19日,入選《自然》2017十大科學人物、獲稱“量子之父”。
2018年4月,獲《時代周刊》2018年全球最具影響力人物榮譽。
2018年11月,入選100名改革開放杰出貢獻對象。
2018年12月18日,獲改革先鋒稱號,頒授改革先鋒獎章,并獲評量子信息研究的創(chuàng)新者。
2018年12月22日,入選“中國改革開放海歸40年40人”榜單。
2019年4月26日,榮獲2019年度“墨子量子獎”。
2020年4月,獲2020年蔡司研究獎。
2005年,中國科學技術(shù)大學合肥微尺度物質(zhì)科學國家實驗室量子物理與量子信息研究部主任。
2010年,任中國科學院“量子科學實驗衛(wèi)星”戰(zhàn)略性先導專項首席科學家。
2010年12月,中國科學技術(shù)大學國際合作交流推進委員會主任。
2011年,任中國科學院量子技術(shù)與應用研究中心主任。
2011年-2016年,《物理學報》編審委員會編輯委員。
2012年,九三學社第十三屆中央委員會常委。
2012年06月-2013年12月,中國科學技術(shù)大學校長助理。
2012年07月,教育部量子信息與量子科技前沿協(xié)同創(chuàng)新中心主任。
2013年12月-2015年06月,中國科學技術(shù)大學副校長。
2014年,第五屆中國青年科技工作者協(xié)會會長。
2014年01月,中國科學院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心主任。
2015年07月,第十二屆中華全國青年聯(lián)合會副主席。