IBM推出Nighthawk r3量子处理器 明年整合千比特系统

IBM正式推出代号为Nighthawk r3的新一代量子计算核心。该芯片能够在520个量子比特上完成1万次运算，具备处理更大规模及更高复杂度任务的能力，为IBM既定量子硬件演进路线提供关键支撑。按照规划，IBM将在明年把两台Nighthawk r3进行互联，构建出包含逾1000个量子比特的综合系统，从而进一步拉高性能天花板。

回溯至今年9月，IBM曾上线Nighthawk r2版本，该版本支持在120个量子比特上执行7500次运算。凭借高速重置技术，电路执行间隙被大幅压缩，这让软件能更高效地采集复杂计算所需的数百万乃至数十亿样本。包括E.ON、Algorithmiq以及Q-CTRL在内的多家合作伙伴已在该平台上运行超340亿条电路，实测速度较IBM过往产品最高提升达19倍。

在此之后，IBM借助Algorithmiq开展的异构量子材料模拟实验也被移植到Nighthawk r2平台，使得电路执行效率相比初始实验提升了8倍之多。

Nighthawk r3将高速架构进一步扩展至更大规模的量子计算机范畴，总共可容纳2034个物理量子比特。它在延续Nighthawk r2方形晶格连接与快速运算优势的基础上，新增10个芯片间互连模块（即L型耦合器），借此将多个处理器整合成更庞大的系统集群。

此外，IBM今年还成功验证了两项核心技术，这不仅让模块化量子计算成为现实，也极大增强了将Nighthawk系列扩展至更大规模量子计算机的信心。

利用四个L型耦合器，IBM实现了Nighthawk r1之间的连接，量子态传输保真度达到99.3%，正逐步逼近99.9%的目标。同时，IBM首次把两个低温模块集成于单一系统中，仅用不到五天便降至工作温度，并将冷却效果控制在15毫开尔文以下。

近期，IBM携手橡树岭国家实验室（ORNL）与AMD，共同推出全新的量子纠错协同设计平台。该平台将Nighthawk与ORNL的Umbra高性能计算（HPC）系统相结合，并由AMD Instinct MI355X GPU及第五代EPYC CPU提供算力支撑。