شارك يوسف في تصميم أسطح ميتا- سيرفس (metasurfaces) وهي مواد نانوية فائقة الرقة تتحكم في الضوء، لتوليد تشابك الفوتونات، ما يمكّن من إجراء عمليات كمية معقدة على جهاز واحد، بدلًا من الاعتماد على شبكة بصرية ضخمة. ويتيح هذا النهج تسريع تطوير الحواسيب الفوتونية الكمّية، وأجهزة الاستشعار، والشبكات، وقد يمكّن من تصميم معالجات كمية تعمل في درجة حرارة الغرفة، وأنظمة مختبرات محمولة على رقاقة. فيما نشرت دراسته في دورية (Science Magazine) ومن المتوقع أن تحدث نقلة نوعية في الاستشعار الدقيق في الطب ومراقبة البيئة. كما ألّف يوسف 7 أوراق بحثية، وقدّم 9 أوراق بحثية في مؤتمرات علمية.