Europa auf den Einzug der Quanteninformatik vorbereiten
„Die im Zuge des Projekts entwickelte Informationstechnologie wird Europa einen Platz an der vordersten Front des Quantencomputings sichern.“
Industrie und Wissenschaft stoßen immer wieder auf bestimmte, wesentliche Rechenaufgaben, an deren Lösung sich klassische Supercomputer die Zähne ausbeißen. Zu den Beispielen für derart komplexe Herausforderungen zählen die Optimierung von Verkehrsflüssen sowie fundamentale numerische Probleme in der Chemie und der Physik, die bei der Entwicklung neuer Medikamente und Materialien auftreten. Hier kann die Quanteninformatik weiterhelfen. „Die system- und anwendungsorientierte Entwicklung von Quantencomputern öffnet die Tür zu neuen Ansätzen für die Lösung solcher schwer zu verarbeitender Problemstellungen“, erläutert Kristel Michielsen, Professorin am Forschungszentrum Jülich in Deutschland. „Da viele dieser Fragestellungen bedeutende Auswirkungen auf Wissenschaft und Wirtschaft haben, ist im Bereich der Quanteninformatik eine gewisse Dringlichkeit gegeben.“ Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts HPCQS koordiniert Michielsen ein Vorhaben, das die Forschung, Industrie und Gesellschaft Europas auf eine Zukunft vorbereiten möchte, in der die Quanteninformatik eine wichtige Rolle spielt. „Das Projekt entwickelt, installiert und koordiniert eine europäische föderierte Infrastruktur für Quanteninformatik“, merkt sie an. Zum Aufbau dieser Infrastruktur nutzt HPCQS, das Teil des Gemeinsamen Unternehmens EuroHPC ist, sogenannte Quantensimulatoren (QS). „Ein Quantensimulator kann als analoge Version eines Quantencomputers betrachtet werden. Ein solcher Simulator lässt sich einfacher bauen, da es hier nicht nötig ist, jede einzelne Komponente vollständig zu kontrollieren“, merkt Michielsen an. Das Projekt möchte zwei Pilot-Quantensimulatoren beschaffen und die entsprechende Koordination übernehmen. Beide Simulatoren sollen in der Lage sein, mehr als 100 Qubits zu steuern. Aufgestellt werden sie bei der nationalen französischen Supercomputing-Agentur GENCI/CEA in Frankreich bzw. im Jülich Supercomputing Centre. Die beiden Standorte werden den jeweiligen Quantensimulator in ihr eigenes Rechenzentrum integrieren und ihn über seine gesamte Gebrauchsdauer hinweg betreiben. Besondere Aufmerksamkeit wird Untersuchungen gewidmet, die Aufschluss darüber geben sollen, ob grundlegende Supercomputing-Dienste gemeinsam genutzt werden können. Die Forschenden möchten sich außerdem mit der Frage befassen, wie Wissenschaft und Technik Quantensimulatoren effektiv einsetzen können. „Die im Zuge des Projekts entwickelte Informationstechnologie wird Europa einen Platz an der vordersten Front des Quantencomputings sichern“, schließt Michielsen. Nach Fertigstellung sollen öffentliche und private Einrichtungen in Europa auf nichtkommerzieller Basis die Möglichkeit erhalten, jederzeit über die Cloud auf die HPCQS-Infrastruktur zuzugreifen.
Schlüsselbegriffe
HPCQS, HPC, Hochleistungsrechnen, Supercomputer, Technologien, digitale Souveränität, Quanteninformatik, Innovation, umweltfreundliche Computersysteme, energieeffizient, KMU