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量子态层析是量子信息科学中的一项技术，用于重构未知量子态的密度矩阵，从而提供量子态的完整信息。该技术在量子计算、量子通信和量子模拟等领域具有重要意义。然而随着量子系统规模增大，量子态层析所需的测量设置数量和采样要求会随量子比特数呈指数级增长，这不仅使得实验设计与实施更复杂，还加剧了实验资源的消耗。这些限制严重阻碍了态层析技术在大规模量子系统中的应用。 为减少测量设置并提升采样效率，该工作提出了一种基于辅助系统的态层析方法。该方法既可通过被测量子系统与量子辅助系统间的纠缠实现，也可通过量子系统与概率性经典辅助系统间的关联实现。通过对整个联合系统进行测量，能更高效地提取被测量子态的信息。该方法依托标准量子门操作，仅需两种测量设置，总采样复杂度为O(d²)，显著简化了实验操作与测量流程。此外，该研究还基于所提电路给出了两种纯度测量方案，其中一种方案达到了海森堡极限的测量精度。 该研究通过详细的理论分析、系列数值模拟及实验验证，证明了所提方法的有效性。