IBM zapowiedział Nighthawk r3, kolejną generację swojego procesora kwantowego. Układ ma mieć 520 kubitów i wykonywać obliczenia złożone z 10 tys. operacji, a w 2027 r. firma chce połączyć dwa takie procesory w jeden system z 1040 kubitami. Na razie to zapowiedź, bo daty udostępnienia r3 nie podano. IBM ma jednak mocny argument: obecny Nighthawk r2 wykonał już 34 mld obwodów, a klienci raportują obliczenia nawet 19 razy szybsze niż na starszych procesorach firmy.
Co ogłosił IBM?
Zapowiedź padła 11 listopada podczas dorocznej konferencji IBM Quantum Developer Conference. Nighthawk r3 ma mieć 520 kubitów programowalnych, czyli takich, na których użytkownik faktycznie wykonuje obliczenia. Ma też poprawnie wykonywać obwody (programy kwantowe) złożone z 10 tys. operacji.
Układ zachowa architekturę poprzednika: kubity ułożone w kwadratową siatkę, w której większość łączy się z czterema sąsiadami. Nowością jest 10 łączy do spinania procesorów ze sobą, które IBM nazywa l-couplerami. Dzięki nim w 2027 r. dwa układy r3 mają utworzyć jeden system z 1040 kubitami.
Jay Gambetta, dyrektor IBM Research, przekonuje, że o użyteczności komputerów kwantowych decydują jednocześnie dokładność i szybkość. To drugie słowo jest w tym ogłoszeniu ważniejsze, niż mogłoby się wydawać.
Dlaczego szybkość jest tak ważna?
Komputer kwantowy nie podaje wyniku od razu. Każde uruchomienie obwodu daje jedną próbkę, a do rzetelnej odpowiedzi potrzeba ich od milionów do miliardów. Działa to jak sondaż: jedna odpowiedź nic nie znaczy, wiarygodny obraz daje dopiero duża próba.
Według IBM poważne zastosowania wymagają dziś obwodów z tysiącami operacji na około 100 kubitach lub więcej. Od szybkości zależy więc, czy takie zadanie skończy się w rozsądnym czasie i przy akceptowalnym koszcie.
Wąskim gardłem był dotąd reset. Po każdym uruchomieniu kubity muszą wrócić do stanu wyjściowego, a starsze procesory IBM czekały na to setki mikrosekund. Nighthawk r2 ma przy każdym kubicie osobny element, który „schładza” go na żądanie. Przerwa między uruchomieniami spadła nawet do jednej mikrosekundy.
Efekt: r2 wykonuje do 100 tys. obwodów na sekundę. Heron, poprzednia generacja, osiąga około 4 tys., czyli 25 razy mniej. IBM podaje też, że szybki reset około 25-krotnie zmniejszył błąd przygotowania kubitów, a jakość samych operacji pozostała na poziomie Herona.
Co pokazał Nighthawk r2?
IBM udostępnił r2 pod koniec sierpnia. Od tego czasu klienci i partnerzy wykonali na nim 34 mld obwodów. Firma podaje, że przyspieszenia względem wcześniejszych procesorów sięgają 19 razy, przy zachowaniu jakości potrzebnej w obliczeniach naukowych.
Konkretne przykłady z komunikatu:
- E.ON: niemiecki koncern energetyczny uzyskał 15-krotne przyspieszenie w kwantowym uczeniu maszynowym, które stosuje do optymalizacji sieci energetycznych.
- IBM i Oak Ridge National Laboratory: symulacja rzeczywistych materiałów magnetycznych przyspieszyła 12 razy. Widmo, które można porównać z danymi z laboratorium, powstaje w około 60 sekund.
- Algorithmiq: symulacja niejednorodnego materiału kwantowego działa 8 razy szybciej niż w pierwotnej wersji na Heronie. Nowe obwody mają też wymagać od czołowych metod klasycznych około 240 razy więcej pamięci. To szacunek, a nie wynik pomiaru.
- Q-CTRL, Quantum Elements i ParityQC również zgłaszają wyraźne przyspieszenia własnych zadań.
Eksperyment Algorithmiq ma szerszy kontekst. W lipcu IBM i partnerzy ogłosili demonstracje przewagi kwantowej, czyli obliczeń, w których komputer kwantowy daje wiarygodny wynik sprawniej niż najlepsze metody klasyczne. Obwody i wyniki trafiły do publicznego rejestru Quantum Advantage Tracker, żeby inni badacze mogli próbować je podważyć.
Jak IBM chce dojść do ponad 1000 kubitów?
Zamiast budować coraz większy pojedynczy układ, IBM stawia na moduły. Procesory mają być spinane nadprzewodzącymi kablami o długości rzędu metra (to właśnie l-couplery) i pracować we wspólnej, modułowej chłodziarce.
Obie technologie firma pokazała w tym roku:
- Łącza: dwa procesory Nighthawk r1 połączono czterema l-couplerami, każdy z 80-centymetrowym kablem. Stan kwantowy udało się przesłać między układami z wiernością do 99,3%, średnio 99%. Cel IBM to 99,9%.
- Chłodzenie: w sierpniu IBM po raz pierwszy połączył dwa moduły kriogeniczne w jeden system. Schłodził je do 4 kelwinów w niespełna pięć dni, a następnie poniżej 15 milikelwinów. Według firmy to temperatura ponad 180 razy niższa niż w głębokim kosmosie.
Sama liczba 1000 kubitów nie jest dla IBM nowością. W grudniu 2023 r. firma pokazała układ Condor z 1121 kubitami i jednocześnie ogłosiła, że kończy wyścig na rozmiar, a stawia na odporność na błędy. System planowany na 2027 r. ma połączyć tę skalę z jakością i szybkością Nighthawka.
IBM trzyma się przy tym harmonogramu. W listopadzie 2025 r. zapowiadał obwody z 7500 operacji na 2026 r. i z 10 tys. na 2027 r. Pierwszy cel zrealizował r2, drugi ma zrealizować r3.
Po co komputerowi kwantowemu superkomputer?
Obecne procesory kwantowe popełniają błędy, a ich wykrywanie, łagodzenie i korygowanie to praca dla klasycznych maszyn. Im większe zadanie kwantowe, tym więcej klasycznej mocy obliczeniowej trzeba wokół niego.
IBM rozbudowuje więc IBM Quantum Platform o zarządzane środowisko, w którym obliczenia kwantowe i klasyczne działają razem. Użytkownik może podłączyć własny laptop lub superkomputer albo skorzystać z klasycznych zasobów samej platformy, w tym maszyn z GPU.
Pierwsze wyniki, znów według IBM:
- IBM i RIKEN: naukowcy wykonali obliczenia metodą SQD około 5 razy szybciej, licząc przy tym 100 razy więcej niż w pierwotnym badaniu. W tej metodzie komputer kwantowy dostarcza próbki, a superkomputer wykonuje na nich resztę rachunków.
- Cleveland Clinic i RIKEN: platforma automatycznie przetworzyła 608 mln próbek przy modelowaniu struktur ważnych dla biologii, 33 razy szybciej niż bez automatyzacji. Na firmowym blogu IBM opisuje taki skok jako skrócenie obliczeń z około trzech miesięcy do około 65 godzin.
Tydzień wcześniej, 5 listopada, IBM, Oak Ridge National Laboratory i AMD uruchomiły platformę do badań nad korekcją błędów. Nighthawk stoi tam obok superkomputera Umbra z układami GPU AMD Instinct MI355X i procesorami EPYC piątej generacji.
Skalę wyzwania pokazuje konkurs amerykańskiego Departamentu Energii. Celem jest 100 kubitów logicznych i 100 tys. trudnych operacji do końca 2028 r. Dotychczasowy wynik IBM to 70 kubitów logicznych i 438 takich operacji, czyli około 230 razy mniej.
Podobny kierunek opisywaliśmy dzień wcześniej przy okazji modernizacji komputera Reimei w japońskim RIKEN. Procesor kwantowy staje się jednym z akceleratorów obok GPU.
Jest też wątek AI dla programistów. IBM udostępnił otwarte „umiejętności” (Qiskit agent skills) dla asystentów AI do kodowania. Mają sprawić, że asystent pisze kod zgodny z aktualną wersją Qiskit, a nie z przestarzałymi interfejsami.
Ile w tym faktów, a ile zapowiedzi?
Ważne: wszystkie liczby w tym tekście pochodzą od IBM i jego partnerów. Nikt niezależny ich nie potwierdził, a część opiera się na wpisach blogowych i preprintach, które nie przeszły recenzji naukowej.
Co to oznacza w praktyce?
Dla większości firm to wciąż temat do obserwowania, a nie pozycja w budżecie. Ogłoszenie pokazuje jednak, gdzie pojawiają się pierwsze poważne zastosowania: w energetyce (E.ON), badaniach materiałów (Oak Ridge) i naukach o życiu (Cleveland Clinic). W tych branżach jedna trafniejsza symulacja może być warta bardzo dużo.
Zmienia się też sposób mierzenia postępu. Zamiast pytać, ile kubitów ma procesor, lepiej pytać o trzy rzeczy: ile operacji wykona bez utraty dokładności, jak szybko dostarcza próbki i jak współpracuje z klasyczną infrastrukturą. Sam IBM ocenia swój sprzęt w trzech wymiarach: skali, jakości i szybkości.
Z obliczeń kwantowych firmy będą korzystać jak z usługi w chmurze. Nighthawk r2 jest dostępny przez IBM Quantum Platform. Osobno IBM utrzymuje bezpłatny plan Open z ograniczonym czasem pracy na sprzęcie, który wystarcza do pierwszych eksperymentów.
Jest też polski wątek. Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe od 2022 r. należy do sieci IBM Quantum Network jako pierwszy hub kwantowy w Europie Środkowo-Wschodniej. Ma zapewniać polskim zespołom badawczym dostęp do komputerów kwantowych IBM. W PCSS pracuje też PIAST-Q, europejski komputer kwantowy z 20 kubitami. Kompetencje można więc budować na miejscu, zanim technologia dojrzeje.
Najbliższy sprawdzian przyjdzie w 2027 r. IBM będzie musiał pokazać działający r3 oraz dwa układy połączone w jeden system, z łączami wyraźnie lepszymi niż dziś. Dopiero wtedy okaże się, czy 1040 kubitów to użyteczna moc obliczeniowa, czy tylko okrągła liczba w nagłówku.
Źródła:
- IBM Newsroom: „IBM Quantum Nighthawk Demonstrates New Levels of Speed and Quality, with Plans to Scale Beyond 1,000 Qubits in 2027”, 11 listopada 2026
- IBM Quantum Blog: „IBM Quantum Nighthawk r2 – more circuits, faster”, 31 sierpnia 2026
- IBM Quantum Blog: „Modular quantum computing takes shape with l-couplers”, 27 października 2026
- IBM Quantum Blog: „QDC 2026: what quantum developers need to know”, 11 listopada 2026
- IBM Newsroom: „IBM Connects Its First Modular Cryogenic Systems in Milestone Toward Fault-Tolerant Quantum Computing”, 19 sierpnia 2026
- IBM Newsroom: „Oak Ridge National Lab, IBM, and AMD Launch New Co-Design Platform for Quantum Error Correction”, 5 listopada 2026
- IBM Newsroom: „IBM and Algorithmiq Demonstrate Quantum Advantage, Establishing a Framework for Trusted Quantum Computation Beyond Classical Verification”, 30 lipca 2026
- The Next Web: „IBM plans to link two quantum chips into a 1,040-qubit system in 2027”, 11 listopada 2026
- The Quantum Insider: „IBM Plans 1,040-Qubit Quantum System with Next-Generation Nighthawk Processors”, 11 listopada 2026
- Tom’s Hardware: „IBM unveils new ‘Quantum Nighthawk’ 120-qubit processor and software stack”, 13 listopada 2025
- Scientific American: „IBM Releases First-Ever 1,000-Qubit Quantum Chip”, grudzień 2023
- Miasto Poznań: „Poznań With The First Quantum Hub In Central And Eastern Europe”, 4 lutego 2022
- beAIware.pl: „Quantinuum i RIKEN łączą komputer kwantowy z AI. Z SoftBankiem sprawdzą, jak podłączyć go do centrów danych”, 10 listopada 2026
Zdjęcie: Procesory IBM Quantum Nighthawk r3 (z lewej) i r2. Grafika: IBM
