Chilenske Tabilo er dermed for første gang nogensinde blandt de sidste fire ved en Masters 1000-turnering i en alder af 26 år, efter at han uden problemer slog den useedede Zhang med 6-3, 6-4 på en time og 26 minutter på centercourten på Foro Italico.
Tabilo slog søndag den seksdobbelte Rom-mester Novak Djokovic ud, og den 29. seedede skal nu møde enten verdens nummer fem Alexander Zverev eller Taylor Fritz, som spiller dagens sidste kamp.
"Det er helt utroligt, jeg kan bare ikke tro det lige nu, jeg prøver stadig at suge det til mig... Det har helt sikkert været to uforglemmelige uger for mig ," sagde en glad Tabilo.
"Det er helt sikkert den bedste tennis jeg har spillet i mit liv lige nu, men jeg mener, jeg prøver at holde et pokeransigt, for indeni er jeg bare så nervøs, og hver gang jeg prøver at lukke kampen, bliver den lidt mere anspændt."
Tabilo havde faktisk langt færre problemer onsdag, end han havde i kampen mod Karen Khachanov i den foregående runde, og han havde ikke en eneste breakbold mod sig på vej mod karrierens største kamp i den sidste store turnering før French Open.
Zverev, som vandt titlen i Rom i 2017, er den højest rangerede spiller, der er tilbage i turneringen, efter at Daniil Medvedev røg ud i tirsdags.
Ud over Djokovic's exit er den italienske verdensetter Jannik Sinner og den tredjerangerede Carlos Alcaraz begge udgået med skader inden turneringen.
Holger Rune, som tabte sidste års finale til Medvedev, såvel som mesteren fra Madrid Andrey Rublev , der er rangeret som nummer seks i verden - og finalisten Felix Auger-Aliassime er også blevet elimineret.
Sabalenka spadserer af sted
Kvindernes andenseedede Sabalenka skulle kun bruge en time og 13 minutter på at besejre Jelena Ostapenko i to sæt, 6-2, 6-4, på vej mod semifinalen, hvor hun forbedrede sin statistik mod sin lettiske modstander til tre sejre og ingen nederlag.
Publikumsfavoritten Sabalenka møder nu vinderen af den dobbelte Australian Open-mester Victoria Azarenka og Danielle Collins, dette års Miami Open-vinder, som mødes senere på centre court.
"Med denne fantastiske atmosfære og med denne fantastiske støtte ... det er derfor, jeg er supermotiveret her, og det er derfor, jeg altid siger, at dette er drømmeturneringen for mig at vinde," sagde Sabalenka.
"Jeg nyder virkelig at spille her, så jeg behøver ikke at tænke på at være fokuseret ... Jeg er her bare for at nyde det og gøre alt, hvad jeg kan, for at vinde hvert eneste point, jeg spiller, uanset resultatet. Jeg tror, det er nøglen."
Den 26-årige kan øjne en gentagelse af finalen i Madrid, som hun tabte på dramatisk vis til verdensetteren Iga Swiatek tidligere på måneden.
Sabalenka, som har vundet Australian Open de sidste to gange, var i en anden klasse end Ostapenko, den tidligere French Open-vinder, som ikke kunne stille noget op over for Sabalenkas hårde slag.
Det er første gang, at de tre bedste kvinder i verden har nået de sidste fire i en WTA-turnering på 250-niveau eller højere, eftersom Swiatek og verdensranglistens nummer tre Coco Gauff er i den anden semifinale.