IBM预计将在2026年实现量子优势，Nighthawk芯片将于今年向用户开放

IBM在周三举行的2025年量子开发者大会上宣布，预计将在2026年实现量子优势，并目标在2029年实现全面规模的容错量子计算。

该公司确认，其Nighthawk处理器（一款具有重大架构升级的芯片）将于今年开始向用户开放。

IBM研究主管兼IBM院士Jay Gambetta表示：“我们相信，IBM是唯一一家能够快速发明和扩展量子软件、硬件、制造和纠错技术，以解锁变革性应用的公司。”Jay补充说，该公司今天宣布了其路线图上的几个关键里程碑。

Nighthawk现已揭晓为IBM最先进的芯片，拥有120个量子比特，并使用218个可调耦合器将每个量子比特与其四个最近邻连接。根据IBM发布的官方新闻稿，与Heron处理器相比，耦合器数量增加了20%。

新的设置允许研究人员在保持低错误率的同时运行30%更复杂的电路，这是在单个任务中执行多达5,000个双量子比特门的关键要求。

IBM目标 15,000 双量子比特门由 2028

Nighthawk的交付将在2025年底之前开始。但这颗芯片只是一个开始。 IBM计划 进一步提升性能。到2026年底，它预计将把容量提升至7,500个门，2027年跃升至10,000个，2028年达到15,000个。

这些未来的版本将使用长程耦合器集成超过1,000个连接的量子比特，该系统在去年在内部实验处理器上进行了测试。

在构建这一流程的同时，IBM正在推动社区驱动的验证。它推出了一个量子优势追踪器，在Algorithmiq、Flatiron研究所和BlueQubit的帮助下开发，以实时测量和验证进展。

该追踪器目前已包括三项实验，测试量子优势在可观察量估计、变分算法和经典可验证问题中的应用。

Algorithmiq的首席执行官兼联合创始人Sabrina Maniscalco表示：“我们设计的模型探索了如此复杂的领域，以至于它挑战了迄今为止测试的所有最先进经典方法。”

她说，早期结果看起来很有希望，Flatiron研究所确认这些结果在经典系统上难以模拟。

BlueQubit的联合创始人兼首席技术官Hayk Tepanyan补充说，他的团队专注于跟踪经典机器已经开始落后的量子工作负载。

“通过我们在峰值电路方面的工作，我们很高兴能够帮助正式确定量子计算机开始以数量级优势超越经典计算机的情况，”他说。

Qiskit通过C-API和动态电路增强错误控制

为了支持这一推动，IBM正在扩大其软件规模。Qiskit堆栈现在支持动态电路功能，使涉及100多个量子比特的任务的输出准确性提高了24%。

它还现在支持使用C-API的新执行模型，让开发人员能够与HPC环境集成，并利用它们将纠错成本降低100倍以上。

IBM还发布了Qiskit的C++接口，以便用户可以在现有高性能计算系统中运行量子工作负载。

该公司表示，到2027年，Qiskit堆栈将添加专注于机器学习和优化的计算库。这些工具将有助于解决物理和化学问题，如微分方程和哈密顿量模拟。

该公司还透露，它正在并行轨道上积极构建容错量子计算。其新发布的Loon处理器（也在活动中宣布）包括展示高效、可扩展量子纠错所需的所有组件。

它包括多层路由，通过“c-couplers”将量子比特链接到更长的距离，并允许在同一芯片上的操作之间进行量子比特重置。

除此之外，IBM确认它现在可以使用qLDPC代码在480纳秒内解码量子错误，完全在经典硬件上运行。这一工程成就比计划提前了一年。

与Loon一起，它为在快速、高保真超导量子比特系统上扩展qLDPC奠定了基础，这些量子比特也是 IBM所有硬件 中使用的量子比特。

IBM的量子处理器晶圆生产现已转移到纽约Albany NanoTech Complex的300毫米制造设施。这一转变使得芯片迭代更快，复杂性更高。

IBM表示，使用新设备，它已经将开发时间缩短了一半，并将量子晶片的复杂性提高了十倍。

根据新闻 发布，它现在还能够同时探索多种处理器设计，从而同时推动Nighthawk和Loon平台的发展。