2026年6月2日——致力于量子计算算法与软件研发的Quemix公司与SCSK公司共同开发了一项名为“POD Readout”（专利申请中）的新技术，旨在解决阻碍量子计算实际应用中的“读出（测量）”瓶颈。

该技术并非穷举读取量子计算机生成的所有输出，而是基于直接提取获得解决方案所真正必需的信息这一概念。通过将所需测量次数最多减少至千分之一，POD Readout在保留量子计算速度优势的同时，为制造业、材料科学和金融等工业领域的实际模拟与分析铺平了道路。

1. 背景与挑战

从实现2050年碳中和目标到管理日益复杂的金融市场风险，先进的模拟与分析能力在现代社会中变得愈发不可或缺。

特别是，随着可再生能源普及而需要稳定电网、针对高效能源系统的流体动力学与传热模拟，以及用于下一代电池和半导体材料的分子级化学模拟等大规模高精度计算，其所需的计算资源随模型规模和精度的提升呈指数级增长。

在这些应用中，传统经典计算机在计算时间和可扩展性方面正逼近极限，因此量子计算机作为下一代计算加速器备受期待。

尽管近年来量子算法和硬件的进展显著提升了计算能力，但量子计算的实际应用仍面临一个重大挑战：后处理阶段的“读出”或“测量”。

虽然量子计算机本身能快速执行计算，但要提取准确的数值结果，却需要巨大的测量成本。这一过程日益主导整体执行时间，实质上抵消了量子计算固有的速度优势，成为关键瓶颈。

在此背景下，Quemix与SCSK聚焦于从根本上决定量子计算实际价值的“测量次数”问题，并致力于研发一种更高效的读出方法，该方法不依赖于传统观念中所需的大规模测量。

2. 新技术概览：“POD Readout”

自2024年建立资本与业务联盟以来，Quemix与SCSK一直在量子计算领域进行联合研究。

在本研究项目中，两家公司聚焦计算流体动力学，开发了“POD Readout”，这是一种旨在高效提取量子计算输出中关键信息的新型读出技术。

传统方法会顺序读取量子态，而POD Readout首先基于经典计算机上预先执行的数值流体动力学模拟来构建重建滤波器（POD基*）。

然后，这些POD基被嵌入到量子电路中，从而能够利用POD基本身来测量量子态。这种方法可以提取量子态中与POD基相关联的成分有多强。

因此，只有最重要的特征才能直接从量子态中提取出来，从而高效地重建目标态。该技术目前正在申请专利。

POD Readout具有以下关键优势：

• 同时减少测量次数并保持高精度

通过直接提取量子态中包含的关键信息，该技术在保持测量精度的同时，显著减少了所需的测量次数。

• 保留量子计算速度

POD Readout在不牺牲量子处理阶段本身计算速度优势的前提下，缓解了量子-经典界面的瓶颈。

3. 对量子计算实际应用的贡献

传统的读出方法需要大量的测量，因为量子计算的输出必须被顺序读取。相比之下，POD Readout成功地将所需测量次数减少至多千分之一。

 

与传统的读出方法相比，POD Readout尽管需要的测量次数大幅减少，但其重建精度高到在视觉上难以区分差异。

该技术特别适用于从量子计算输出中提取关键指标和数值，预计将在以下领域得到应用：

• 制造业：加速飞机和汽车设计中的计算流体动力学模拟
• 材料科学：加速下一代电池材料和半导体材料的分子模拟
• 金融业：加速衍生品定价和风险分析中的概率计算

计算机图形学与数字孪生：通过光传播等高级物理模拟增强计算机图形学和数字孪生技术

4. 未来展望

今后，两家公司将致力于研究提升该技术的泛化能力，使得即使对于未知基，也能通过少量测量实现高精度读出。此外，通过与客户的共创，Quemix和SCSK旨在开展将POD Readout与量子计算算法相结合的验证实验，并创建创新解决方案，为实现脱碳社会和增强产业竞争力做出贡献。