大阪大学量子信息与量子生物中心（QIQB）与Fixstars公司组成的联合研究团队宣布，已在最多1024块GPU上完成迄今最大规模的迭代量子相位估计（IQPE）电路经典模拟，将量子化学量子电路的状态向量模拟规模突破至40量子比特以上。研究团队表示，该进展有助于扩大面向未来容错量子计算机（FTQC）的量子算法开发与验证所能覆盖的分子体系规模，支持药物发现与材料开发等应用方向的推进。
相关论文于2026年3月16日至19日在美国加利福尼亚州圣何塞举行的NVIDIA GTC 2026大会上发布。
研究团队指出，药物发现中的部分关键难题以及应对气候变化的新材料研发，需要超出现有技术能力的量子化学计算。容错量子计算机被普遍视为实现相关计算能力的重要技术路径，因此在可用硬件成熟之前，对未来将在FTQC上运行的量子算法进行提前开发与验证成为一项重要工作。
量子相位估计（QPE）是多类量子算法的核心子程序，在量子化学领域被认为有望实现经典计算机难以完成的分析。此次工作聚焦于迭代量子相位估计（IQPE），该方法基于QPE并可在更少量子比特需求下运行。团队成员包括QIQB的水上渉教授、技术助理平岡翔真与西田翔，以及Fixstars的寺西佑介。研究人员将IQPE集成到量子化学量子电路模拟器“chemqulacs-gpu”中，并为大规模GPU集群开发并应用新的并行计算技术，以提升整体计算效率。
在计算平台方面，团队使用日本产业技术综合研究所（AIST）的ABCI-Q系统，调用最多1024块NVIDIA H100 GPU进行计算。研究人员称，通过并行化与实现层面的优化，克服了传统计算瓶颈，使量子化学量子算法的电路模拟规模突破此前基于状态向量方法约40量子比特的限制。
团队披露的模拟结果包括：
- 最大问题规模：对水分子（H₂O）应用量子比特约简技术后，计算包含42个自旋轨道的系统
- 最大电路规模：对Fe₂S₂分子进行41量子比特电路的纯电路规模基准测试
水上渉表示，在1024块GPU上协同进行大规模量子电路模拟具有较高技术难度，且在48小时的计算窗口内多次遇到意外问题。他称，在团队持续推进以及ABCI-Q运维人员支持下，最终实现了“全球最大规模成果之一”，并希望该进展能够推动量子算法研发进程。
