本发明公开一种量子纯态重构的最优观测算符集的构造方法，属于量子态估计领域。本发明首先利用选定的观测算符对量子态密度矩阵的对角元素进行观测，然后获取观测值并根据观测值对待估计量子态属于本征态或叠加态进行判断与分类，最后针对已分类的量子态构造最优观测算符集，并根据最优观测算符集与对应观测值来重构出待估计量子态的密度矩阵。本发明在保证所选观测算符能够唯一确定被估计状态的前提下，利用部分测量结果进行状态估计，可以实现对量子纯态的精确重构，能够有效减少测量次数，提升量子纯态重构效率。