量子虛擬機的概念是以抽象程度分層建立量子軟體堆疊：在量子應用層研究拓樸動力學及場論的量子模擬，在量子架構層探索結合量子電路、張量網絡與機器學習的量子-古典混雜架構，在量子中介層以裝置獨立的方式刻劃及最佳化量子處理器，並接合與裝置實作相關的量子韌體層，最後透過此量子軟體堆疊與國內外的量子處理器整合。

開發內建量子錯誤緩解技術之隨機量測工具庫，測量量子糾纏、扭轉序參量、拓樸相位等，並用於研究通過拓樸相變的淬火過程的糾纏動力學。發展基於張量網絡的量子電路壓縮技術，減少時間演化模擬的電路深度，並應用在平帶傳輸性質之模擬。發展量子生成電路平行化大量生成分子結構，接合量子古典混合架構，探索化學空間。

量子隨機量測工具具有廣泛的應用價值，基於該工具發展的「通用量子電腦監控與推薦系統」已取得臺灣專利，美國專利申請中。透過量子電腦壓縮技術，可以極大化當前嘈雜中型量子處理器的量子優勢，模擬更複雜的問題。透過量子生成模型探索巨大的量子空間，已成為量子-古典混雜機器學習架構中不可或缺的一部分。