IBM公布下一代量子芯片规划：Nighthawk r3目标520个可编程量子比特、1万次操作，并计划2027年两颗互联到超1000量子比特

先说背景：量子计算机为什么又要“又快又准”？

量子计算机用的基本单元叫量子比特，和普通计算机里非0即1的比特不同，它能处于更复杂的状态，适合求解某些特定问题。但量子比特非常娇气，算得越久、用得越多，错误也越容易累积。所以业界既要提高规模和精度，也要提高速度。

速度之所以重要，是因为量子计算机给出的往往不是一次算完的最终答案，而是一次次“取样”：同一条量子线路要跑很多遍，才能把结果看清楚。复杂应用可能需要百万到十亿次取样。机器如果太慢，即使原理上能算，时间或费用也会高到不实用。

IBM这次公布了什么

11月11日，IBM宣布了下一代处理器Nighthawk r3的设计目标：在520个可编程量子比特上，准确执行1万次量子操作；芯片上总共有2034个物理量子比特。所谓可编程量子比特，是实际拿来编写和运行算法的那些；物理量子比特则包括为了支撑运算而存在的硬件单元，数量通常更多。r3还计划带有10个被称为l-coupler的芯片间互联，用来把多颗处理器连成更大的系统。

要单独说清楚：r3是“将被制造出来”的规划，新闻稿没有公布上市或供货时间。IBM同时说，计划在2027年把两颗r3连成一个1040个量子比特的系统。这是公司路线图，不是已经交付的机器。

眼下已经在用的，是今年9月推出的Nighthawk r2。IBM称，r2每秒最多可产生10万次取样，并能在120个量子比特上支持超过7500次量子操作的计算。公司还说，包括能源企业E.ON、Algorithmiq和Q-CTRL在内的客户与合作伙伴，迄今已在r2上运行了超过340亿条量子线路，报告的性能提升最高约为此前IBM量子处理器的19倍。

几个被点名的例子也都来自IBM或合作伙伴的表述：E.ON称，在能源电网优化的量子机器学习任务上，r2比此前在Heron处理器上的工作快约15倍；IBM自己把今年早些时候与美国橡树岭国家实验室合作的磁性材料模拟扩展到r2，称速度提高约12倍，结果仍与中子散射实验相符；与Algorithmiq合作的量子材料模拟在r2上比原先在Heron上快约8倍，同时IBM估计，若用领先的经典张量网络方法达到相近精度，所需内存大约要多240倍。

互联技术目前做到哪一步

要把两颗大芯片连成一台机器，先得证明“桥”是通的。IBM称，今年已用4个l-coupler连接Nighthawk r1处理器，量子态传输保真率达到99.3%，目标是99.9%。保真率可以理解为“把一个量子状态从这边传到那边时，还有多接近原来的样子”。99.3%离目标仍有差距。IBM还说，首次把两个低温模块连成单一系统，在不到5天里达到工作温度，并冷却到15毫开尔文以下——也就是接近绝对零度的极低温，量子芯片通常要在这种环境里工作。

IBM研究主管Jay Gambetta说，有用的量子计算取决于结果能否既准确又够快，Nighthawk已经在展示这一点；随着这种架构扩大，并与经典计算资源更紧密结合，能力还会再上一个台阶。这是公司对自己路线的判断。

对普通人意味着什么

短期内，这不会让手机或家用电脑变成量子电脑。它更像是一套给科研机构、能源和材料研究团队用的专用工具，而且r3还停在规划阶段。

如果IBM后来真的按设计把r3做出来，并能在2027年把两颗芯片稳定地连在一起，量子计算就会更接近“能算更大的题、又能在可接受的时间里跑完”。眼下应当分开看两件事：r2上已经出现了合作伙伴报告的加速；r3的520个可编程量子比特和超1000量子比特系统，仍是下一步要兑现的目标。

原文发布时间：IBM Newsroom，2026年11月11日 20:00（北京时间）