IBM Quantumは、これまでで最速の量子処理装置（QPU）であるIBM Quantum Nighthawk r2（ibm_phoenixとしてデプロイ）の正式リリースを発表しました。正方格子アーキテクチャ上に構築されたこの120量子ビットプロセッサは、回路間の長いアイドル期間を排除する高速散逸型量子ビットリセットフレームワークを導入し、最大回路スループット毎秒10万回路超を達成しました。これはIBMのHeron QPUフリート（毎秒約4,000回路）に対して25倍の高速化に相当します。
| [ IBM Quantum Nighthawk r2 ハードウェアアーキテクチャと指標 ] | ||
|---|---|---|
| 物理ハードウェア要素 | 散逸型リセットアーキテクチャ | ロードマップ＆ベンチマークのマイルストーン |
| ・120個のプログラマブル量子ビット | ・高ダイナミックレンジ可変結合器 | ・7,500ゲート超の回路実行（ロードマップ目標） |
| ・218個の量子ビット間結合器 | ・実効T1を約200µsから約25nsへ短縮 | ・25倍低い初期化エラー（レイヤーエラー約3×10-3） |
| ・120個の独立リセット素子（合計458個） | ・近傍安全なアクティブ熱冷却 | ・中性子散乱シミュレーションで12倍の高速化 |
これまでのプロセッサ世代では、量子回路はπパルスと測定サイクルを用いた条件付きリセットに依存しており、状態漏れを防ぐために実行間に数百マイクロ秒のアイドル時間を必要としていました。Nighthawk r2は、条件付きリセットを、各プログラマブル量子ビットにペアリングされた専用の散逸型リセットガジェットに置き換えています：
- アクティブ冷環境結合：リセット結合器を起動すると量子ビットが低温バスに接続され、実効緩和時間（T1）が200マイクロ秒から約25ナノ秒まで低下します。回路間のアイドル時間はわずか1マイクロ秒まで短縮されます。
- 25倍の初期化エラー抑制：回路実行前に量子ビットを基底状態へアクティブに冷却することで、Heronクラスの2量子ビットゲートエラー率（約3×10-3）を維持しつつ、状態初期化エラーを約25倍削減します。
- 正方格子上の隣接量子ビット同士により、時空量子誤り訂正（QEC）チェックに不可欠な動的な回路途中でのリセットが可能になります。
IBMの研究者であるHolger Haas氏、David McKay氏、Robert Davis氏によって開発されたNighthawk r2は、7,500ゲート超を含む回路上で確率的誤差増幅（PEA）による正確な観測量推定を実証し、2026年IBM Quantumロードマップの主要目標の一つを達成しました。
このシステムはまた、（UChicagoと共同開発した）ドープドクリフォードサンプリング優位性実験を通じて、古典計算を超える計算能力の実証にも使用されました。実用アプリケーションのベンチマークでは、Nighthawk r2は物理的な中性子散乱シミュレーションで12倍の高速化を実現し、実験室での直接比較用の物質スペクトルを60秒で生成しました。
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2026年9月2日
