近期，先进能源科学与技术广东省实验室（简称“东江实验室”）科研团队在量子计算对多费米子系统响应函数与核结构的研究中取得重要进展，相关成果发表于核物理国际权威期刊《Physics Letters B》。
响应函数是探测量子多体系统结构与动力学特性的重要物理量，在核物理、量子化学等领域具有广泛应用。但这类强关联多费米子问题的希尔伯特空间维度随粒子数呈指数级增长，即便经典计算机也难以完成中等规模以上体系的第一性原理计算，这种“指数墙”壁垒，是研究该问题的核心瓶颈。而量子计算凭借天然适配量子体系的叠加与纠缠特性，是有望突破这一瓶颈的关键技术。核物理与量子计算交叉领域是当前国际前沿的研究焦点。
东江实验室团队与合作者构建了一套适配量子硬件的量子-经典混合计算框架，基于洛伦兹积分变换方法，结合自主研发的低开销费米子哈密顿量量子编码方案，规避了传统编码的高昂线路编译成本，实现了真实核相互作用下多费米子系统全束缚态谱与响应函数的统一自洽计算。团队以氧-19核素完成验证，计算结果与经典计算高度吻合。该框架具有可扩展性，为核结构与核反应第一性原理研究开辟了新路径，也为量子计算在强关联多体领域的应用提供了有力支撑。
此工作由东江实验室、中国科学院近代物理研究所（简称“近代物理所”）、美国爱荷华州立大学和劳伦斯伯克利国家实验室共同完成。论文第一作者为近代物理所杜伟杰副研究员，通讯作者为东江实验室、近代物理所刘子鑫博士后。该研究工作得到了东江实验室“卓越青年”，中国科学院人才计划等项目支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.physletb.2026.140538
图：(a) 氧-19的激发能谱。图中给出了量子计算机和经典计算机上的全组态相互作用（FCI）计算结果，并与实验测量结果进行了对比。(b) 氧-19的洛伦兹积分随参数 σR 的变化。(c) 氧-19的响应函数 R(e) 随激发能 e 的变化。