近日，线上用户利用Quafu量子计算云平台开展了两项科学研究，相关成果分别发表在Physical Review A和Physical Review Applied 期刊上。

成果一：利用辅助系统实现高效量子态层析

在量子信息科学中，量子态层析是获取量子态完整信息的重要手段。随着量子系统规模的扩大，传统态层析方法所需的测量数量呈指数增长，限制了该方法在大型量子系统中的应用。针对这一难题，北京理工大学尹璋琦团队提出并实现了一种基于辅助系统的量子态层析(ACQST)新方法(图1)，该方法既可借助待测系统与量子辅助系统之间的纠缠实现，也可通过待测系统与概率性经典辅助系统之间的关联来完成。该方法依赖于标准的量子门操作，仅需两种测量设置。对于维度为d的目标系统，总采样复杂度为O(d²)。这一特性显著简化了实验操作与测量流程，降低了对实验资源的需求，为在更大规模量子系统上实现态层析提供了一套解决方案。此外，该团队还基于所提出的电路结构，开发了两种用于量子态纯度估计的方案，其中一种方案的估计精度达到了海森伯极限，展现了该方法在精密测量领域的潜力。该算法已在Quafu量子云平台得到验证，显示出其在现有量子设备上的可行性。

成果二：同时求解多能级算法的实验验证

如何高效确定分子的基态与低激发态，一直是材料科学、药物研发及凝聚态物理领域的核心难题。传统的变分量子本征求解器通常只能逐一计算系统的基态，在获取多激发态信息时面临较大挑战。北京量子信息科学研究院张慧丽高级工程师及合作者采用了“纠缠辅助量子变分”（AEVQE）算法（图2），通过辅助量子比特与物理量子比特之间的纠缠特性同时求解多个低能级，显著提升了本征能量求解效率。研究人员在Quafu超导量子云平台上，通过氢分子、横场伊辛模型两个案例，完整演示了该算法的VQE优化流程和能量对角化过程，计算了氢分子的势能曲线，以及验证了横场伊辛模型从铁磁相到顺磁相的量子相变。此外，研究人员还分析了影响算法效果的多种因素，并与传统无辅助量子比特的VQE算法进行了对比。该研究验证了 AEVQE 算法的可行性，并为 VQE 方法在可公开访问的量子平台上求解实际问题提供了理论指导。

截至2026年3月26日，Quafu量子计算云平台已连续运行1097天，注册用户5421个，总执行任务量突破900万次，已服务24个国家和地区，发表科研论文20余篇。随着国家级项目的实施，北京量子信息科学研究院将会提供更加优质的量子计算真机资源，开放给国内外用户，推动量子计算生态的建设和发展。