2026年5月12日——法国硅基量子计算先驱Quobly与台湾鸿海研究院（Hon Hai Research Institute，鸿海科技集团研发部门）联合宣布，双方共同开发并发布了一款面向量子相位估计算法的开源数值工具箱。该算法是容错量子计算的基石，在量子化学与材料科学领域的核心应用。

量子相位估计被广泛认为是未来容错量子计算机上计算分子系统基态能量的关键算法。尽管其理论特性与渐进成本扩展已得到充分理解，但由于模拟量子相位估计超出简单模型范围，其实际资源估算与真实性能权衡仍鲜有探索。

这款新发布的工具箱旨在弥合这一差距，为研究人员提供一个实践环境，用于探索量子相位估计的实现方案及其资源影响，重点关注算法构建模块及其实际实现约束。

从理论到实践：探索完整的量子相位估计流程

量子相位估计工具箱旨在让量子算法从业者通过数值手段，深入理解从化学预处理到相位估计的完整量子相位估计工作流程，其计算规模可挑战经典模拟，同时保持计算可行性。

该工具箱基于先进的张量网络技术构建，使用户能够：
- 利用密度矩阵重正化群和矩阵积态制备具有物理动机的初始态，
- 通过特罗特化或块编码/量子化方法将分子哈密顿量编码为量子电路，
- 比较教科书式量子相位估计与单辅助鲁棒相位估计算法，
- 无需执行电路即可分析电路深度、门数量和误差来源。

该工具箱依赖开源库quimb，并与PySCF等标准量子化学工具对接，确保与现有工作流程兼容。首次发布版本定位为教学与探索框架，帮助研究人员建立对量子相位估计及其变体实际实现的直觉。

面向实际数值实验的模块化工具

量子相位估计工具箱并非尝试模拟早期容错量子计算机（其本质超越经典计算能力），而是聚焦于经典计算可及范围内的实用、可解释数值实验，在此范围内，可详细探索算法选择、初始化保真度及哈密顿量编码策略。

该工具箱支持的示例用例（非详尽）包括：
- 针对约10-20量子比特、电路规模从少于1000到约10万个门的完整电路执行，
- 针对约20-30量子比特系统的基态制备，
- 针对约20-30量子比特系统的哈密顿量编码，通常在标准笔记本电脑上几小时或更短时间内完成。

这些能力使研究人员能够使研究人员研究精度、电路深度与资源需求之间的权衡，并建立对量子相位估计构建模块行为的实用直觉。因此，该工具箱主要定位为教学与探索平台，帮助弥合理论方案与其具体实现约束之间的差距。

开放、协作、持续演进

量子相位估计工具箱以开源形式发布，并计划与社区共同演进。未来版本将包括变分电路综合、压缩费米子编码以及更大规模的张量网络模拟。

该工具箱已发布于GitHub：https://github.com/quobly-sw/qpe-toolbox

文档和示例工作流程也已提供，帮助研究人员探索量子相位估计流程的不同组件。

“我们的目标是提供一个实用的、数值化的量子相位估计‘游乐场’，帮助研究人员超越纯理论成本模型，建立对容错量子算法的现实直觉，”Quobly量子算法科学家Thibaud Louvet表示。

“通过将最先进的量子算法与张量网络技术相结合，这款工具箱为研究人员提供了一个结构化环境，用于探索并更好地理解未来量子应用的实际要求，”鸿海研究院量子计算研究中心主任谢明修表示。

这款联合开发的软件免费供学术界和研究人员使用。此次合作体现了Quobly与鸿海研究院共同致力于推进算法-硬件协同设计、加速迈向容错量子计算的共同承诺。