김정산교수의 연구분야는 양자계산 및 정보이론으로, 양자 알고리즘 이론 연구와 함께 양자얽힘, 특별히 다입자얽힘의 한계에 대한 다수의 우수한 연구성과를 산출하고 있다. 약 4년간 캐나다 캘거리 대학의 양자과학기술연구소(Institute for Quantum Science and Technology)에서 연구원으로 근무한 경력이 있고, 연구소 소장 Barry Sanders 교수 등과의 연구 네트워크를 통해 공동연구를 진행 중이다.