正则量子黄蕾蕾团队近日在国际理论计算化学顶级期刊《Journal of Chemical Theory and Computation》（JCTC，中科院1区）发表题为“Large-Scale Efficient Molecule Geometry Optimization with Hybrid Quantum-Classical Computing”的研究论文。该研究联合北京大学、电子科技大学研究团队，首次实现大尺度药物分子几何优化的量子算法，为量子计算在制药与化工领域的实用化开辟了新路径。 

算力瓶颈困境：分子几何优化遭遇“指数墙”

分子几何构型的精确预测是量子化学的核心挑战，它从根本上决定了分子的电子结构、反应活性、稳定性以及药物分子与生物靶点的结合亲和力，是新药研发、材料科学及催化机理研究的基石。然而，面对包含数十甚至数百个原子的具有实际工业价值的分子体系，传统的电子结构计算方法面临着难以逾越的“指数墙”——计算成本随系统尺寸增加呈指数级爆炸。虽然量子计算为解决这一难题提供了全新范式，但在当前的NISQ时代，其实际应用仍深受两大瓶颈掣肘：现有量子硬件能提供的量子比特极其有限；现有的量子几何优化算法采用“嵌套循环”策略，计算开销巨大且易受量子噪声干扰。

核心突破：量子-经典协同优化框架

针对上述行业痛点，正则量子黄蕾蕾团队联合北京大学、电子科技大学的研究团队，创新性地构建了一种融合密度矩阵嵌入理论（DMET）与变分量子特征求解器（VQE）的“量子-经典协同优化框架”。研究团队利用DMET的“分而治之”策略，将庞大且复杂的分子子系统分割为多个计算上可控的“碎片”，并利用高层级的嵌入势来严格保持碎片与环境之间的电子纠缠与关联，在保证精度的前提下大幅降低量子模拟对量子比特资源的依赖。更为核心的突破在于，研究团队开发了一种直接的“协同优化”机制，彻底摒弃了传统低效的外部几何优化嵌套循环——在该框架下，分子的几何参数与量子线路的变分参数被置于同一个优化闭环中进行同步更新。这种设计不仅极大减少了量子计算的调用次数，还有效规避了因几何结构微小变化而需要反复重新收敛波函数的计算冗余。

研究成果：将乙醇酸模拟所需量子比特从58个压缩至20个

该协同优化框架在多个代表性分子体系中展现了卓越性能。在完成对H4和过氧化氢等基准分子的有效性验证后，正则量子黄蕾蕾团队成功将该算法应用于更具挑战性的生物相关分子——乙醇酸的几何构型优化。正则量子算法团队将乙醇酸等复杂分子体系的全量子模拟所需量子比特从58个压缩至20个，大幅降低算力消耗与应用门槛。这一突破为利用量子优势进行复杂催化剂、药物分子及光伏材料的“计算机辅助设计”建立了一条切实可行的路径。

产品形态：从算法论文到可交付的产业级工具

该算法已集成至正则量子算法团队自研的量子算法库中，并可通过“量子工作流WORKFLOW”图形化平台供企业用户调用。正则量子算法团队同步推出了量子计算模拟机（国内首款35+量子比特），为高校和科研院所提供算法验证与人才培养支撑。正则量子算法团队已为北京交大等多个高校完成私有化部署。

黄蕾蕾博士：从学术突破到产业落地的桥梁

正则量子创始人兼CEO、正则量子算法团队负责人黄蕾蕾博士本科毕业于浙江大学，硕士就读于多伦多大学光电子专业，博士毕业于牛津大学光通信与光电子专业。她曾担任阿里巴巴量子信息高级专家，负责量子计算云平台的工程化落地。2022年，黄蕾蕾博士集结了一批来自清华大学、北京大学、南京大学、牛津大学等顶尖院校的量子领域人才创立正则量子。如今，正则量子算法团队博士占比高达60%，40%成员拥有海外留学背景，汇聚长江特聘教授、海外优青、洪堡学者等行业顶尖人才。黄蕾蕾博士在谈及此次论文发表时表示，正则量子算法团队的目标是搭建起科学家、工程师、市场端互联互通的桥梁，让前沿量子算法走出论文、落地实体经济。

场景适配：科研与产业双场景驱动

在科研场景中，该算法为量子化学领域提供了可验证的算法范式，正则量子算法团队已与北京大学、电子科技大学等高校建立联合实验室，持续推动量子算法在化学、材料领域的深入研究。在产业场景中，正则量子算法团队自研的化学分子对接QAOA算法已被英伟达CUDAQ量子算法库和全球顶级药企辉瑞制药研究团队收录，引用。正则量子算法团队已在生物医药、能源矿山、轨道交通、量子安全、航空航天、科教创新六大领域实现规模化落地。

生态合作：国际权威认可与产学研协同

正则量子黄蕾蕾团队自研的化学分子对接QAOA算法被英伟达CUDAQ量子算法库和辉瑞制药研究团队收录，引用；一年内被顶刊引用超20次。在学术合作层面，正则量子黄蕾蕾团队与北京大学、电子科技大学建立了深度合作关系，本次JCTC论文即为三方联合攻关的成果。正则量子算法团队还参与组建了“北京量电融合产业创新中心”，与中电信量子、中兴通讯等9家单位共同构建自主可控的量电融合全栈生态。

未来规划：标准体系与软硬件一体化

正则量子黄蕾蕾团队计划进一步拓展量子算法在制药、材料、能源等领域的应用边界，推动量子算法标准体系建设，参与CCSA/IEC/ITU等国际与国内量子评估标准工作。在产品层面，正则量子算法团队将持续推进算法库与“斐光量算”128光子模式可编程光量子计算机的软硬件协同优化，2026年下半年首台产融级光量子计算机将正式交付，从算法突破到硬件交付，正则量子黄蕾蕾团队正以全栈能力推动量子计算从实验室走向产业一线。