IBM Quantum Nighthawk、新レベルの速度と品質を実証、2027年には1,000量子ビット超への拡張計画

IBM Quantum Nighthawk、新レベルの速度と品質を実証、2027年には1,000量子ビット超への拡張計画

新しいNighthawk r3プロセッサは10,000量子演算を実行できるように構築され、IBMが耐故障性へのロードマップを進める中で、より大規模で複雑な計算を可能にします。

E.ON、Algorithmiq、Q-CTRLなどのクライアントおよびパートナーは、Nighthawk r2で340億以上の回路を実行し、以前のIBM量子プロセッサを最大19倍上回る速度向上を報告しています。

強化されたIBM Quantum Platformは、量子コンピューティングと古典コンピューティングを単一の環境で統合します。

2026年11月11日

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YORKTOWN HEIGHTS, NY, 2026年11月11日 — IBM（NYSE: IBM）は本日、次世代プロセッサIBM Quantum Nighthawk r3を発表しました。これは、現在のNighthawkが提供する速度と品質を維持しながら、520量子ビットで10,000量子演算を正確に実行できるように構築され、より大規模で複雑な問題に取り組むことを可能にします。

2027年には、IBMは2つのNighthawk r3プロセッサをリンクして、1,000量子ビットを超える単一システムを構築する計画です。

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量子コンピューティングの最前線に立つためには、産業関連のアプリケーションは計算品質と速度の両方を要求します。速度は重要です。なぜなら、量子コンピュータはその答えをサンプルで提供するからです。量子回路の各実行は1つの結果を返します。アプリケーションは、約100量子ビット以上の回路で数千の量子演算を実行し、数百万から数十億のサンプルを生成することをますます必要としています。規模と品質はますます複雑な計算を可能にしますが、速度はこれらの要求の厳しいワークロードが実用的な時間枠と合理的なコストで完了できるかどうかを決定します。

「有用な量子コンピューティングは、結果が精度と速度で提供できるかどうかにかかっています。どちらも基本的です」と、IBM Researchディレクター兼IBM FellowのJay Gambetta氏は述べています。「Nighthawkはすでに今日、それがどのようなものかを示しています。このアーキテクチャをより大規模で強力な量子コンピュータに拡張するにつれて、古典的なリソースとの統合をさらに深め、耐故障性へと進むにつれて、量子計算の能力は新たなレベルに達するでしょう。」

Nighthawk r2：実世界のワークロードに速度を提供

9月に導入されたIBM Quantum Nighthawk r2は、毎秒最大100,000サンプルを提供し、120量子ビットで7,500以上の量子演算による正確な計算をサポートします。その高速な量子ビットリセット技術は、回路実行間の時間を劇的に短縮し、アプリケーションが複雑な計算に必要な数百万または数十億のサンプルをはるかに効率的に収集できるようにします。

E.ON、Algorithmiq、Q-CTRLを含むクライアントおよびパートナーは、これまでにNighthawk r2で340億回路を実行し、科学計算に必要な品質を維持しながら、最大19倍のパフォーマンス向上を報告しています。

その結果はすでに産業全体で価値を示しています。E.ONは、エネルギーグリッド最適化のための量子機械学習において、Nighthawk r2で15倍の速度向上を報告しました。IBMはNighthawk r2を使用して、今年初めにオークリッジ国立研究所と実行した実験を12倍高速化し、実際の磁性材料をシミュレートし、中性子散乱実験と一致する結果を生成しました。これらの速度向上は、以前のIBM Quantum Heronでの作業と比較して達成されました。Quantum ElementsおよびParityQCも、独自のNighthawk r2ワークロードで大幅なパフォーマンス向上を報告しているパートナーに含まれています。

IBMとそのパートナーが7月に発表した量子優位性実験は、最初にIBM Quantum Heronで実行され、回路と結果はコミュニティ主導のQuantum Advantage Trackerを通じて独立したテストのために公開されています。Algorithmiqとの、異種量子材料をシミュレートするための実験は、現在Nighthawk r2に拡張されており、その速度と接続性を活用して、Heronでの元の実験よりも8倍高速に回路を実行しています。同時に、新しい回路は古典コンピュータにとってシミュレートするのが大幅に困難になっており、最先端の古典テンソルネットワーク法を使用した同等の精度を達成するために、推定240倍のメモリを必要とします。

Nighthawk r3：1,000量子ビット超への拡張

Nighthawk r2が実証したパフォーマンスに基づいて、Nighthawk r3は同じ高速アーキテクチャをより大規模な量子コンピュータに拡張します。新しいプロセッサは、520個のプログラム可能な量子ビット（合計2,034個の物理量子ビット）で10,000量子演算をサポートするように設計されています。r2の正方格子接続性と高速演算を維持しながら、プロセッサをより大きなシステムに接続するように設計された10個のチップ間インターコネクト（l-couplerと呼ばれます）を導入しています。

IBMはすでにこのモジュラーアプローチを可能にする2つの重要な技術を実証しています。今年、IBMは4つのl-couplerを使用してNighthawk r1プロセッサを接続し、99.3パーセントの量子状態転送忠実度を達成し、99.9パーセントの目標に向けて進んでいます。IBMはまた、初めて2つの極低温モジュールを単一システムに接続し、5日未満で動作温度に達し、15ミリケルビン以下に冷却しました。

これらの進歩は、モジュール性における重要な進歩を示しており、IBMがNighthawkをより大きな量子コンピュータに拡張する能力に自信を与えています。2027年には、IBMは2つのNighthawk r3プロセッサを単一の1,040量子ビットシステムに接続し、その高性能アーキテクチャをより大規模で複雑な計算に拡張する計画です。

IBM Quantum Platformで量子と古典が融合

量子コンピュータの進歩には、エラーを処理するために古典コンピューティングと連携して動作する方法における継続的な進歩が必要です。産業関連のワークロードは、ノイズ学習と後処理と並んで、量子エラー訂正とエラー緩和技術のレイヤーを要求します。量子ワークロードがスケールするにつれて、より多くの古典リソースが必要となり、現在の課題は、この統合をどのように最適にスケールさせるかということです。

これらのパラダイムを統合するために、IBM Quantum Platformは高性能（HPC）古典コンピューティングと量子コンピューティングを単一の管理環境に統合しています。ユーザーは、ラップトップから強力なスーパーコンピュータまで、さまざまな古典コンピューティングと量子ワークフローを直接統合したり、プラットフォームで新しく利用可能になったHPCおよび古典リソースと統合したりできます。

これらの統合から有望な結果が得られています。たとえば、新しい環境を使用して、IBMとRIKEN*の科学者は、元の研究よりも約5倍高速に元のサンプルベース量子対角化（SQD）ワークフローを実行し、100倍の計算を実行しました。クリーブランドクリニックとRIKENも、プラットフォームを活用して、ワークフロー自動化なしの場合よりも33倍高速に、生物学的に関連する構造のモデリングのために6億800万サンプルを自動的に処理しました。

強化された機能は、量子エラー訂正におけるブレークスルーも促進します。IBM Quantum Platformは、研究者が量子および古典アーキテクチャ内のエラーを検出、理解、およびより良く修正する方法を正確に制御できるパルスレベルの機能を提供します。これにより、操作のタイミングを改善し、量子ビットをより速くリセットし、量子測定からより多くの情報を抽出できるようになり、研究者はエラー訂正を最も基本的なレベルで改善するための可視性を得ることができます。

IBMは最近、オークリッジ国立研究所およびAMDと共同で量子エラー訂正のための新しいコデザインプラットフォームを開始しました。これは、NighthawkをORNLのUmbra High-Performance Computing（HPC）システムと物理的に共配置するもので、AMD Instinct™ MI355X GPUと第5世代AMD EPYC™ CPUを搭載しています。

IBMについて

IBMは、ハイブリッドクラウドとAI、およびビジネスサービスのリーディンググローバルプロバイダーであり、175カ国以上のクライアントがデータの洞察を活用し、ビジネスプロセスを合理化し、コストを削減し、業界で競争優位性を獲得するのを支援しています。金融サービス、通信、ヘルスケアなどの重要なインフラストラクチャ分野の数千の政府および企業エンティティは、IBMのハイブリッドクラウドプラットフォームとRed Hat OpenShiftに依存して、デジタルトランスフォーメーションを迅速、効率的、かつ安全に実行しています。AI、量子コンピューティング、業界固有のクラウドソリューション、およびビジネスサービスにおけるIBMの画期的なイノベーションは、クライアントにオープンで柔軟なオプションを提供します。これらすべては、信頼、透明性、責任、包括性、およびサービスに対するIBMの長年のコミットメントに裏打ちされています。

詳細については、https://research.ibm.comをご覧ください。

メディア連絡先：

Brittany Forgione
IBM
Brittany.forgione@ibm.com

Erin Angelini
IBM
edlehr@us.ibm.com

• このプロジェクトは、経済産業省（METI）傘下の組織である新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）による「未踏計算能力探求のための量子・スーパーコンピュータハイブリッドプラットフォームの研究開発」（プロジェクトリーダー：佐藤 甲基久）の支援を受けており、「ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業（JPNP20017）」の一部です。