IBM、次世代量子プロセッサ「Nighthawk r3」発表：量子と古典の統合プラットフォームへ

ヨークタウン・ハイツ（ニューヨーク州）、2026 年 11 月 11 日
IBM は、本日、次世代量子プロセッサ**「IBM Quantum Nighthawk r3」**を正式に発表した。

この新しいプロセッサは、前世代モデルの速度と品質を維持しつつ、以下の性能向上を実現する。

• 520 キュービット上で、正確に1 万回の量子演算を実行可能。
• より大規模かつ複雑な課題に対し、実用的な時間枠内で高品質な結果を得られる設計。

IBM は、2027 年までに以下のシステム構築を計画している。

• 単一システムに 2 つの Nighthawk r3 を連結。
• 1,000 キュービット超を搭載する量子コンピュータの実現。

速度と規模の重要性：産業応用への鍵

競争力のある量子コンピューティングを実現するには、計算品質（スケール）とスピードの両立が不可欠である。

• サンプル単位での出力特性: 1 つの回路実行＝1 つの結果となるため、複雑な課題には数百万〜数十億サンプルの生成が必要。
• 速度が決定的要因: 「規模」と「品質」は複雑性を高めるが、「速度」こそが重負荷タスクを現実的な期間・コストで完了させる鍵となる。

IBM リサーチ・ディレクター兼 IBM フェローであるジェイ・ガンベッタ氏は以下のようにコメントしている。

「実用的な量子コンピューティングの成否は、結果を正確かつ高速に提供できるかにあります。この両立は基本的条件です。」

「Nighthawk はその可能性を示し始めた。古典リソースとの密接な統合を進めることで、量子計算の能力は新たなレベルへ達し、**過誤耐性（フォルト・トレランス）**の実現へと邁進していく」と見据える。

Nighthawk r2：実世界ワークロードへのスピード提供

9 月に登場した前世代プロセッサ「Nighthawk r2」は、以下の性能を発揮している。

• 毎秒 10 万サンプルという高速度を実現。
• 120 キュービット上で、正確に7,500 回の量子演算をサポート。
• 高速なキュービットリセット技術により、回路間隔を短縮し、数百万〜数十億サンプルの効率的な収集が可能。

現在までに E.ON や Algorithmiq、Q-CTRL のクライアント・パートナーは、r2 で合計340 億回の回路を実行し、品質維持の下に最大19 倍の性能向上を報告している。

業界での実績

• E.ON: エネルギーグリッド最適化において、量子機械学習の処理速度が15 倍向上。
• IBM とオークリッジ国立研究所（ORNL）: 磁性材料シミュレーションで12 倍の高速化を実現し、中性子散乱実験結果と整合したデータを取得。
• Quantum ElementsおよびParityQC: 各自のワークロードにおいて著しい性能向上を確認。

量子優位性の検証

7 月の実験（当初は IBM Quantum Heron で実施）を Nighthawk r2 に拡張し、以下のような成果を得た。

• 不均一な量子物質シミュレーションにおいて、元の Heron 実験より8 倍高速。
• 新しい回路は古典コンピュータによるシミュレーションで大幅に難しくなり、同等の精度を得るために推定240 倍ものメモリが必要となる。

Nighthawk r3：1,000 キュービットへの拡張戦略

Nighthawk r2 の性能を踏まえ、r3 は高速アーキテクチャをさらに大規模化へ拡張する。

• 仕様: プログラブルな520 キュービット上で1 万回の量子演算をサポート（総物理キュービット数：2,034）。
• 接続技術: r2 の直方格子型接続性と高速動作を継承しつつ、「l カプラ」と呼ばれるチップ間インターコネクト10 本を導入。これにより複数プロセッサの連結が可能となる。

IBM は、このモジュラー化アプローチを実現するために以下の 2 つの技術を既に実証済みである。

実証済み技術

• モジュラーインターコネクト: l カプラを 4 つ用いて Nighthawk r1 を接続し、量子状態転送の忠実度を99.3%に達成（目標は99.9%）。
• 低温スケールアップ: 2 つの低温モジュールを単一システムとして接続し成功。稼働温度への到達まで5 日未満で、15 ミリケルビン以下の冷却に達した。

これにより、IBM は大規模量子コンピュータ拡張への確信を示している。2027 年計画では、2 つの Nighthawk r3 を連結し、1,040 キュービットの単一システムを構築する予定だ。

クラウドプラットフォーム：「量子」と「古典」の融合

産業応用のためには、エラー処理における古典計算リソースとの連携が不可欠である。

• 必要な技術: ノイズ学習、後処理、多層化された量子エラー訂正・緩和技術。
• 課題: ワークロード拡大に伴う古典リソース増加への最適スケール化。

IBM Quantum Platformは、高性能計算（HPC）と量子計算を単一の管理環境へ統合し、ユーザーは以下のリソースを直接連携できる。

• ラップトップや超高速コンピュータなどの既存の古典計算リソース。
• プラットフォーム上で新たに利用可能な HPC および古典資源。

統合による成果例

• 理化学研究所（RIKEN）との連携: オリジナルのサンプルベース量子対角化（SQD）ワークフローで、約5 倍の高速化と、従来実行不能な100 倍の計算量を実現。
• 克利夫ランド・クリニック病院と RIKEN: 生物学的構造モデル化において、6 億 8,000 万サンプルを自動処理し、自動化なしの状態と比較して33 倍の高速化達成。

エラー訂正のブレークスルー

• パルスレベル制御: IBM Quantum Platform は、研究者が量子・古典アーキテクチャ内のエラーを検出・理解・訂正するためのパルスレベル機能を備える。
• 効果: 操作タイミング最適化、キュービットリセット高速化、情報抽出量向上により、基礎的なエラー訂正改善への可視性を獲得できる。

新たな共設計プラットフォーム

IBM は先日、オークリッジ国立研究所（ORNL）およびAMDと共同で、以下の新プラットフォームを立ち上げた。

• 物理的に Nighthawk を ORNL のUmbra HPC システムと同じ場所に配置。
• AMD Instinct™ MI355X GPUと第 5 世代AMD EPYC™ CPUで駆動される HPC システムとの連携を強化。

About IBM

IBM は、グローバルなハイブリッドクラウド、人工知能（AI）、およびビジネスサービス分野で世界をリードするプロバイダーです。

• 175 カ国以上の企業や政府機関に貢献し、データからの洞察を活用した業務効率化とコスト削減を支援。
• 金融、通信、医療など重要なインフラストラクチャ分野において、ハイブリッドクラウドプラットフォームとRed Hat OpenShiftを活用したデジタル変革を推進。
• 信頼、透明性、責任、包摂性、そしてサービスへのコミットメントに支えられた画期的なイノベーションを提供。

詳細については research.ibm.com を参照してください。

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メディア担当者

• ブリティニー・フォージオーネ（Brittany Forgione）
  • IBM
  • E-mail: brittany.forgione@ibm.com
• エリン・アンジェリニ（Erin Angelini）
  • IBM
  • E-mail: edlehr@us.ibm.com

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本プロジェクトは、日本の経済産業省所管の組織である**新エネルギー・工業技術開発機構（NEDO）**による以下の事業の一部として支援されています。

• 「未開拓の計算能力を探求するための量子スーパーコンピュータと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 光久氏）
• 「第 5G 以降の情報通信システムの強化インフラの研究開発事業（JPNP20017）」