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计算量子系统的电子结构是支撑光子学、固态物理和量子技术领域诸多应用的关键任务。该任务通常通过迭代算法求解哈密顿量的能量本征态来实现，这类算法往往计算成本高昂且存在收敛性问题。该研究团队开发并实现了量子雅可比-戴维森（QJD）方法及其量子对角化变体——基于采样的量子雅可比-戴维森（SBQJD）方法，并展示了它们在基态能量估算中的快速收敛性。研究人员通过对多种量子系统（包括8量子比特对角占优矩阵、12量子比特一维伊辛模型和10量子比特水分子H2O哈密顿量）的精确数值模拟，评估了方法的固有算法性能。结果表明，相较于近期报道的量子戴维森方法，QJD和SBQJD均实现了显著更快的收敛速度且所需泡利测量次数更少，其中SBQJD还受益于优化的参考态制备过程。这些发现确立了QJD框架作为解决量子特征值问题的高效通用子空间技术，为未来容错量子硬件上的稀疏哈密顿量计算奠定了重要基础。