该方向聚焦于理论计算机科学的前沿领域，针对大规模网络数据分析与挖掘中的计算瓶颈，深入开展因果推理、复杂网络、社会计算和网络容错等方面的研究，形成了因果推理与决策理论、复杂网络结构分析与计算模型等研究特色。该方向汇聚了国家“万人计划”领军人才、山西省“三晋英才”拔尖骨干人才、山西省学术技术带头人等高层次人才。近年来，承担了国家自然科学基金区域联合基金重点项目、面上项目等10余项，并在《IEEE TPAMI》、《IEEE TKDE》、《Theoretical Computer Science》、《中国科学》、AAAI、IJCAI等国内外重要期刊与顶级会议上发表了系列高水平学术论文，获山西省自然科学二等奖1项、山西省科技进步奖二等奖1项。