IBM 发布下一代量子处理器 Nighthawk r3，计划明年实现超 1000 量子比特系统

IBM 在 11 月 11 日公布了下一代量子处理器 IBM Quantum Nighthawk r3。这颗芯片能在 520 个量子比特上准确跑完 1 万次量子操作。运算速度和精度延续了现有 Nighthawk 的水平，能扛的计算任务规模更大、也更复杂。

IBM 给出的路线是：2027 年把两颗 Nighthawk r3 连到一起，拼成一个量子比特数超过 1000 的系统。

按照 IBM 的介绍，Nighthawk r3 的思路是把上一代的高速计算架构推到更大规模。它有 520 个可编程量子比特，物理量子比特总数 2034 个。设计目标是让这 520 个可编程量子比特撑起 1 万次量子操作。

方形晶格连接结构和高速运算能力从 r2 继承了下来。在此基础上，Nighthawk r3 多了 10 条芯片间连接通道，用的耦合技术叫 l-couplers，作用是把多颗处理器串成更大的量子计算系统。

模块化量子计算需要的两项关键技术，IBM 今年都做了验证。

• 一项是连接。研究人员用 4 条 l-couplers 把 Nighthawk r1 处理器接起来，量子态传输保真度做到 99.3%，离 99.9% 的目标又近了一步。

• 另一项是低温模块整合。IBM 第一次把两个低温模块并成一个系统，降温到运行温度用了不到 5 天，低温环境低于 15mK。

这两项成果说明 IBM 在模块化量子计算上拿到了实质进展，也给 Nighthawk 继续扩大规模打了底。明年规划的那个 1040 个量子比特的系统，就要靠现有这套高性能架构去处理规模更大、更复杂的计算任务。