1986年、東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻修士号を取得、1991年東京大学で博士号（工学）を取得。

研究分野は非線形光学、量子光学、量子情報科学。現在、東京大学大学院工学系研究科の物理工学専攻教授、理化学研究所量子コンピュータ研究センター副センター長、光量子コンピュータのスタートアップ企業であるOptQCの取締役を歴任。1996-1998年にカリフォルニア工科大学のジェフ・キンブル教授の研究室に客員研究員として滞在、無条件量子テレポーテーションを世界で初めて実現。

2006年久保亮吾記念賞、2007年日本学術振興会賞、2007年日本学士院学術奨励賞、2008年国際量子通信賞、2015年東レ科学技術賞、2016年紫綬褒章を受賞・受章。日本物理学会、応用物理学会、OPTICA会員。