IBM的Nighthawk r2處理器以ibm_phoenix名稱在IBM Quantum Platform提供服務。它針對超導量子電腦一個實際樽頸：每次量子電路跑完後，量子位元要回復到乾淨初始狀態所花的等待時間。

Nighthawk r2並非靠增加可供用戶編程的量子位元數目取勝；它維持120粒可編程量子位元，但為每一粒加入主動重設硬件。IBM表示，這令最高電路吞吐量超過每秒10萬次執行，約為其Heron機隊的25倍。117

樽頸在重設，不一定在量子閘速度

量子程式通常要將同一電路重複跑好多次，即所謂的「shots」，才能估算量測機率或物理可觀測量。一次運算後，超導量子位元可能仍處於激發狀態；若只能等待它自然鬆弛回基態，下一次運算前的恢復時間就可能主導整個流程。

IBM指，舊有預設重複執行延遲是250微秒；Nighthawk r2則減至1微秒。正是這項改動，而不是每個量子閘本身快了25倍，令系統每秒可跑更多次電路。17

這個分別好重要：電路吞吐量量度的是工作負載可幾快重複執行及收集統計結果。吞吐量增25倍，不等於所有演算法都會快25倍，更不代表已達到通用量子優勢。

耗散式重設：由「等佢回復」變成主動操作

Nighthawk r2以專屬的「耗散式重設」元件，取代依賴條件式重設加閒置等待的做法。每粒可編程量子位元會經高動態範圍可調耦合器，暫時連接到低溫環境，將其激發能量導走，按需要拉回基態。14

IBM表示，重設未啟動時，量子位元的有效鬆弛時間（T1）中位數約為200微秒；啟動重設後則約為25納秒。至於系統層面兩次電路執行之間約1微秒的延遲，仍包括控制、量測及其他開銷，並不只是物理重設本身。317

簡單講，IBM將原本「等候」量子位元復位的環節，變成主動硬件操作。

120量子位元晶片有咩配置？

Nighthawk r2有120粒可編程超導量子位元，配備218個量子位元之間的耦合器，以及120個獨立重設元件——每粒可編程量子位元各有一個——合共458個物理量子元件。1112

IBM稱，逐粒量子位元的設計帶來三項重點：

• 獨立重設： 可以重設某一粒量子位元，毋須令其他量子位元一同經歷同一過程。
• 更乾淨的初始化： IBM稱初始化錯誤約減少25倍。
• 維持閘門品質： IBM稱分層閘門錯誤率約為3 × 10⁻³，與Heron系統相若；並稱啟動重設不會干擾鄰近正作運算的量子位元。315

以上均屬IBM公布的效能結果。它們顯示快速重設可與IBM所稱的閘門品質並存，但並非獨立驗證的容錯量子運算示範。

哪類工作最受惠？

效益預計會主要出現在量測、重複執行或動態控制佔了大部分時間的工作負載。若一項任務要執行數千、甚至數百萬次電路來估算某個可觀測量，移除大部分運算後等待時間，便可實質縮短出結果的時間。

IBM稱，Nighthawk r2已在超過7,500個閘門的電路上做到準確的可觀測量估算；又稱在中子散射模擬中取得12倍加速，可於約60秒產生與實驗室數據相若的光譜。這些結果說明較高吞吐量可縮短特定工作負載的周轉時間，但不應解讀成所有應用程式都會有12倍或25倍加速。20

點解「電路中途重設」對量子糾錯重要？

快速重設的用途不只在兩次完整電路執行之間。在量子糾錯方案中，系統會反覆量測輔助量子位元——亦常稱檢查或症候量子位元——以找出影響資料量子位元的錯誤。量測後，這些輔助量子位元要在下一輪量測前重設。

有了電路中途量測及重設，輔助量子位元可被量測、重新初始化，再在同一次運算中重用，而毋須等待其被動鬆弛。這支援動態電路，亦可減少重複錯誤檢查循環的時間開銷。IBM將Nighthawk r2的獨立高速重設及動態電路支援，定位為量子糾錯研究的工具。1719

不過，這不代表Nighthawk r2已是容錯量子電腦；它是未來容錯系統所需實驗能力的一個硬件基礎。

IBM由鬥量子位元數目，轉向鬥「可用吞吐量」

Nighthawk r2維持120粒可編程量子位元這個規模，重點轉為速度、連接性、初始化品質及閘門表現。Nighthawk採用方格晶格，每粒量子位元最多可連接四個鄰居；相較IBM較早期heavy-hex架構每粒最多三個鄰居，連接能力更高。IBM將這個系列定位為在大規模容錯量子運算之前，探索及擴展量子優勢的平台。22

這個方向值得留意：晶片上有幾多量子位元，並不足以單獨決定能否跑到有用的工作負載；操作準確度、有效連接、可靠初始化，以及能否在合理時間內收集足夠結果，同樣關鍵。

IBM Phoenix在IBM路線圖的位置

IBM沒有將Nighthawk r2定位為容錯機器，而是用作提升短期量子工作負載吞吐量，以及測試跟量子糾錯相關的動態控制技術。

IBM已承諾未來五年投資逾100億美元於量子運算，涵蓋研發、資本開支、製造擴產、生態系統合作及收購。其路線圖目標是2029年推出IBM Quantum Starling；IBM稱，這將是一部模組化、經錯誤修正的系統，可在200個邏輯量子位元上運行包含1億個量子閘的電路。2924

所以，Nighthawk r2帶出的重點很直接：量子硬件進步不只是在晶片上塞進更多量子位元。IBM所稱的25倍提升，來自刪減每次運算之間的空等時間；這既可令現有120量子位元硬件更好用，亦可為日後容錯系統所需、更快的量測與重設循環累積經驗。117

IBM的Nighthawk r2處理器以ibm_phoenix名稱在IBM Quantum Platform提供服務。它針對超導量子電腦一個實際樽頸：每次量子電路跑完後，量子位元要回復到乾淨初始狀態所花的等待時間。

Nighthawk r2並非靠增加可供用戶編程的量子位元數目取勝；它維持120粒可編程量子位元，但為每一粒加入主動重設硬件。IBM表示，這令最高電路吞吐量超過每秒10萬次執行，約為其Heron機隊的25倍。117

樽頸在重設，不一定在量子閘速度

量子程式通常要將同一電路重複跑好多次，即所謂的「shots」，才能估算量測機率或物理可觀測量。一次運算後，超導量子位元可能仍處於激發狀態；若只能等待它自然鬆弛回基態，下一次運算前的恢復時間就可能主導整個流程。

IBM指，舊有預設重複執行延遲是250微秒；Nighthawk r2則減至1微秒。正是這項改動，而不是每個量子閘本身快了25倍，令系統每秒可跑更多次電路。17

這個分別好重要：電路吞吐量量度的是工作負載可幾快重複執行及收集統計結果。吞吐量增25倍，不等於所有演算法都會快25倍，更不代表已達到通用量子優勢。

耗散式重設：由「等佢回復」變成主動操作

Nighthawk r2以專屬的「耗散式重設」元件，取代依賴條件式重設加閒置等待的做法。每粒可編程量子位元會經高動態範圍可調耦合器，暫時連接到低溫環境，將其激發能量導走，按需要拉回基態。14

IBM表示，重設未啟動時，量子位元的有效鬆弛時間（T1）中位數約為200微秒；啟動重設後則約為25納秒。至於系統層面兩次電路執行之間約1微秒的延遲，仍包括控制、量測及其他開銷，並不只是物理重設本身。317

簡單講，IBM將原本「等候」量子位元復位的環節，變成主動硬件操作。

120量子位元晶片有咩配置？

Nighthawk r2有120粒可編程超導量子位元，配備218個量子位元之間的耦合器，以及120個獨立重設元件——每粒可編程量子位元各有一個——合共458個物理量子元件。1112

IBM稱，逐粒量子位元的設計帶來三項重點：

• 獨立重設： 可以重設某一粒量子位元，毋須令其他量子位元一同經歷同一過程。
• 更乾淨的初始化： IBM稱初始化錯誤約減少25倍。
• 維持閘門品質： IBM稱分層閘門錯誤率約為3 × 10⁻³，與Heron系統相若；並稱啟動重設不會干擾鄰近正作運算的量子位元。315

以上均屬IBM公布的效能結果。它們顯示快速重設可與IBM所稱的閘門品質並存，但並非獨立驗證的容錯量子運算示範。

哪類工作最受惠？

效益預計會主要出現在量測、重複執行或動態控制佔了大部分時間的工作負載。若一項任務要執行數千、甚至數百萬次電路來估算某個可觀測量，移除大部分運算後等待時間，便可實質縮短出結果的時間。

IBM稱，Nighthawk r2已在超過7,500個閘門的電路上做到準確的可觀測量估算；又稱在中子散射模擬中取得12倍加速，可於約60秒產生與實驗室數據相若的光譜。這些結果說明較高吞吐量可縮短特定工作負載的周轉時間，但不應解讀成所有應用程式都會有12倍或25倍加速。20

點解「電路中途重設」對量子糾錯重要？

快速重設的用途不只在兩次完整電路執行之間。在量子糾錯方案中，系統會反覆量測輔助量子位元——亦常稱檢查或症候量子位元——以找出影響資料量子位元的錯誤。量測後，這些輔助量子位元要在下一輪量測前重設。

有了電路中途量測及重設，輔助量子位元可被量測、重新初始化，再在同一次運算中重用，而毋須等待其被動鬆弛。這支援動態電路，亦可減少重複錯誤檢查循環的時間開銷。IBM將Nighthawk r2的獨立高速重設及動態電路支援，定位為量子糾錯研究的工具。1719

不過，這不代表Nighthawk r2已是容錯量子電腦；它是未來容錯系統所需實驗能力的一個硬件基礎。

IBM由鬥量子位元數目，轉向鬥「可用吞吐量」

Nighthawk r2維持120粒可編程量子位元這個規模，重點轉為速度、連接性、初始化品質及閘門表現。Nighthawk採用方格晶格，每粒量子位元最多可連接四個鄰居；相較IBM較早期heavy-hex架構每粒最多三個鄰居，連接能力更高。IBM將這個系列定位為在大規模容錯量子運算之前，探索及擴展量子優勢的平台。22

這個方向值得留意：晶片上有幾多量子位元，並不足以單獨決定能否跑到有用的工作負載；操作準確度、有效連接、可靠初始化，以及能否在合理時間內收集足夠結果，同樣關鍵。

IBM Phoenix在IBM路線圖的位置

IBM沒有將Nighthawk r2定位為容錯機器，而是用作提升短期量子工作負載吞吐量，以及測試跟量子糾錯相關的動態控制技術。

IBM已承諾未來五年投資逾100億美元於量子運算，涵蓋研發、資本開支、製造擴產、生態系統合作及收購。其路線圖目標是2029年推出IBM Quantum Starling；IBM稱，這將是一部模組化、經錯誤修正的系統，可在200個邏輯量子位元上運行包含1億個量子閘的電路。2924

所以，Nighthawk r2帶出的重點很直接：量子硬件進步不只是在晶片上塞進更多量子位元。IBM所稱的25倍提升，來自刪減每次運算之間的空等時間；這既可令現有120量子位元硬件更好用，亦可為日後容錯系統所需、更快的量測與重設循環累積經驗。117