IBM公布520量子比特设计目标，计划2027年连接两块芯片_新闻

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IBM公布520量子比特设计目标，计划2027年连接两块芯片

2026-11-11 21:44:07

IBM发布新一代量子处理器Nighthawk R3设计蓝图及量子-通用计算平台

国际商业机器公司（IBM）近日公开了其下一代量子处理器“Nighthawk R3”的设计方案，以及旨在连接量子计算与通用计算的IBM Quantum Platform平台功能。Nighthawk R3的设计目标是将可编程量子比特数量提升至520个。

Nighthawk R3：设计目标与性能指标

IBM在11日的官方声明中指出，Nighthawk R3旨在实现520个可编程量子比特的规模，并能够准确执行一万个量子运算周期。该处理器的物理量子比特总数为2034个。其中，520个量子比特是可供编程用于计算的核心资源，这一数据代表的是设计目标，而非当前设备的实测性能。

作为对比，目前投入运行的Nighthawk R2处理器拥有120个可编程量子比特和458个物理量子比特。IBM已于当地时间6日在美国芝加哥启动了Nighthawk R2设备。

运算速度与历史表现

每次运行量子电路都会产生一个结果样本。对于复杂计算而言，需要重复收集大量结果，因此量子比特的数量以及执行速度至关重要。

Nighthawk R2的最大样本处理速度为每秒10万个，能够在120个量子比特上执行超过7500次量子运算。据IBM披露，其客户和合作伙伴已在该处理器上执行了超过340亿次电路运算，性能较前代IBM处理器提升了最高达19倍。

互连技术与低温系统演示

Nighthawk R3计划集成10个L耦合器（L-coupler），这是一种用于连接多个处理器的关键装置。IBM基于R2的正方形网格连接结构和快速运算能力，提出了处理器互联的新设计方案。

此前，IBM在今年成功使用4个L耦合器将两个Nighthawk R1处理器连接起来，实现了99.3%的量子态传输保真度，逐步接近公司设定的99.9%目标。此外，IBM还首次演示了将两个极低温模块连接成一个系统的技术。该系统在5天内达到了工作温度，并将温度降至15毫开尔文以下。

IBM Quantum Platform：无缝整合量子与通用计算

除了硬件研发，IBM Quantum Platform旨在提供一个管理式环境，将量子计算与笔记本电脑、超级计算机等通用计算资源连接起来。研究人员无需手动拼接每次的计算环境，即可统一配置量子与通用计算的工作流。

IBM指出，随着量子任务规模的扩大，所需的通用计算资源也随之增加，主要用于错误校正、误差缓解、噪声学习以及后处理。该平台支持从笔记本电脑到高性能计算机等多种计算资源与量子任务的结合。

此外，该平台还提供脉冲级控制功能。研究人员可利用此功能调整运算时机、检测与分析错误、加速量子比特初始化，并提取测量信息。

合作成果与未来展望

在实际应用方面，IBM与日本理化学研究所（RIKEN）的研究团队合作，进行了基于采样的量子对角化工作。结果显示，相比以往研究，执行速度提升了约5倍，同时计算量增加了100倍。在与克利夫兰诊所（Cleveland Clinic）及理化学研究所的合作中，研究团队在建模生物结构时自动处理了6.8亿个样本，效率比无自动化操作时提高了约33倍。

IBM研究总监兼IBM Fellow Jay Gambetta表示：“有用的量子计算取决于其能否提供准确且快速的结果。”他强调，评估性能时不仅要看量子比特数量，还需关注结果质量和处理时间。IBM计划于2027年通过连接两个Nighthawk R3处理器，构建一个拥有1040个量子比特的系统。

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