IBM presenterar Quantum Nighthawk r3-processor och planerar ett system med över 1 000 kubiter till 2027

Bild: IBM · Källa

IBM introducerar sin Quantum Nighthawk r3-processor som siktar på 10 000 kvantoperationer på 520 kubiter och avslöjar planer på att koppla samman två sådana processorer till ett system med 1 040 kubiter år 2027. Detta innebär framsteg i hastighet och skala mot feltolerant kvantdatoranvändning.

IBM har tillkännagett nästa steg i sin roadmap för kvantdatorer med introduktionen av IBM Quantum Nighthawk r3-processorn. Denna toppmoderna processor är utformad för att utföra 10 000 kvantoperationer över 520 programmerbara kubiter, vilket markerar ett betydande steg framåt både i skala och beräkningskvalitet för kvantmaskinvara. IBMs planer inkluderar att koppla samman två Nighthawk r3-processorer år 2027 för att skapa ett modulärt system som överstiger 1 000 kubiter, med målet att hantera alltmer komplexa och storskaliga kvantberäkningar.

Tillkännagivandet bygger vidare på kapabiliteterna hos nuvarande generation IBM Quantum Nighthawk r2-processor, som introducerades tidigare år 2026 och stödjer 120 programmerbara kubiter. Nighthawk r2 har en högpresterande teknik för snabb återställning av kubiter som möjliggör exekveringshastigheter på över 100 000 kretsar per sekund, en 25-faldig förbättring jämfört med föregångaren IBM Quantum Heron. Denna teknik ökar dramatiskt genomströmningen genom att minska vilotiden mellan kvantkretsars exekveringar från hundratals mikrosekunder till så lite som en mikrosekund utan att kompromissa med beräkningsnoggrannhet.

Den modulära designen av Nighthawk r3 introducerar tio chip-till-chip-anslutningar kallade l-kopplare, som möjliggör sammankoppling av flera processorer till större kvantsystem. IBM har visat förmågan att upprätthålla hög överföringsfidelity av kvanttillstånd — upp till 99,3 % — mellan sammankopplade processorer med l-kopplare tidigare under 2026. Dessa utvecklingar är grundpelare i IBMs ambitioner att skala upp kvantdatorer genom effektiv kombination av flera processorer för att exponentiellt öka antalet kubiter.

En viktig del av IBMs kvantframsteg involverar integrationen av kvant- och klassiska beräkningsresurser för att hantera felkorrigering och komplicerad arbetsbelastningsorkestrering. IBM Quantum Platform förenar nu högpresterande klassisk beräkning och kvantbearbetning i en hanterad miljö, vilket möjliggör hybrida kvant-klassiska arbetsflöden med omfattande parallellism och högt minnesutnyttjande. Detta integrerade tillvägagångssätt stödjer avancerade studier såsom kvantfelkorrigering och storskaliga simuleringar genom att påskynda dataprecessering och insamling av prover.

IBM betonar att både hastighet och fidelitet är avgörande: snabbare återställning av kubiter minskar initieringsfel med cirka 25 gånger samtidigt som hög grindfidelitet bibehålls. Denna balans möjliggör exekvering av längre och mer komplexa kretsar med över 7 500 kvantoperationer, en viktig milstolpe uppnådd av Nighthawk r2.

Branschpartners som energiföretaget E.ON, forskningsinstitut inklusive Oak Ridge National Laboratory och startups som Algorithmiq har redan rapporterat betydande prestandaförbättringar och praktiska resultat från deras arbete med Nighthawk-systemen. Till exempel har E.ON uppnått upp till 15 gånger snabbare kvantmaskininlärning för optimering av elnätet, och kvantsimuleringar har accelererats med upp till 12 gånger jämfört med tidigare IBM kvantprocessorer.

Framåt siktar IBM på 2029 års introduktion av IBM Quantum Starling, en feltolerant kvantdator designad för att utföra hundratals miljoner kvantoperationer. Starling bygger vidare på modulära arkitekturer och l-kopplarinterkonnektioner som demonstrerats i Nighthawk-processorerna, tillsammans med innovationer inom kvantminne, dekodrar, kryogenik och styrelektronik.

IBMs senaste framsteg understryker ett skifte inom branschen från att mäta kvantfördelar mot att leverera användbara beräkningsapplikationer inom sektorer såsom energi, kemi och finans. Företaget fortsätter att utöka stödjande programvaruverktyg, integrationsmodeller och utvecklararbetsflöden för att möjliggöra för hela forskarsamhället och företagskunder att utnyttja kvantdatorutvecklingen via IBM Quantum Platform.

Sammanfattningsvis visar IBMs presentation av Nighthawk r3-processorn och det kommande 1 040-kubitssystemet deras engagemang för att skala kvantdatorer till praktiska, högfidelitetsnivåer inom de närmaste åren och främja övergången från experimentella fördelar till betydelsefulla, verkliga tillämpningar av kvantdatorer.

▶ The year of advantage—and what comes next — Titta på video ↗