Q.ANT und JSC starten photonisches Supercomputing

Das Jülich Supercomputing Centre (JSC) und das Stuttgarter Technologieunternehmen Q.ANT bündeln ihre Kräfte, um photonisches Computing aus dem Forschungsstadium in reale Hochleistungsrechnerumgebungen zu bringen. Im Rahmen einer mehrjährigen Kooperation integrieren beide Partner Q.ANTs photonischen Prozessor in die modulare Supercomputer-Architektur des JSC. Ziel ist es, neue Verfahren und Algorithmen zu entwickeln, die die physikalischen Vorteile des Rechnens mit Licht konsequent nutzen.

Was Quantencomputer können – und was nicht

Quantencomputing steht im Fokus zahlreicher Diskussionen – doch vieles davon beruht auf Fehlannahmen. Europachef Dr. Mark Mattingley-Scott benennt sieben weitverbreitete Mythen – und erklärt, was wirklich hinter der Technologie steckt.

Photonisches Computing verarbeitet Informationen nicht mit elektronischen Signalen, sondern mit Lichtwellen. Dadurch lassen sich hochkomplexe Berechnungen bei minimaler Wärmeentwicklung und mit deutlich reduziertem Energieverbrauch durchführen – ein Ansatz, der angesichts des stetig wachsenden Strombedarfs moderner Rechenzentren immer relevanter wird. Q.ANT verspricht mit seiner Dünnschicht-Lithiumniobat-Photonikarchitektur eine bis zu 30-mal höhere Energieeffizienz und eine bis zu 50-mal gesteigerte Rechenleistung gegenüber konventionellen Systemen, ohne bestehende Software-Stacks zu brechen.

Für das JSC eröffnet die Technologie neue Möglichkeiten innerhalb seiner Modular Supercomputing Architecture, die unterschiedliche Rechenmodule flexibel kombiniert. Die photonische Integration ergänzt laufende Aktivitäten des Zentrums in Richtung energieeffizienter Architekturen, Quantencomputing und neuromorpher Systeme. „Wir bringen photonisches Computing aus der Grundlagenforschung in reale Rechenzentrumsumgebungen“, sagt JSC-Bereichsleiter Prof. Stefan Krieg. Gemeinsam mit Q.ANT wolle man Verfahren entwickeln, die künftige Supercomputer spürbar effizienter machen und klassische Elektronik architektonisch ergänzen.

Q.ANT-CEO Dr. Michael Förtsch sieht in der Kooperation eine Chance, das Potenzial des lichtbasierten Rechnens im industriellen Maßstab unter Beweis zu stellen. In der Umgebung eines der führenden europäischen HPC-Zentren könne das Unternehmen zeigen, wie sich Rechenleistung neu denken lässt – als energieeffiziente, hoch performante Infrastruktur „made in Germany“.

Wie 4 Faktoren Quantencomputing vorantreiben

Quantencomputing entwickelt sich vom Forschungsthema zum wirtschaftlichen Faktor. Vor allem vier technologische Treiber wie neue Hardware und effizientere Algorithmen beschleunigen diese Entwicklung und verändern, wie Unternehmen künftig rechnen.

Der vierjährige Kooperationszeitraum umfasst die Anschaffung eines photonischen Native Processing Servers durch das JSC und umfangreiche Tests unter realen HPC-Bedingungen. Beschleunigt werden sollen zunächst wiederkehrende Programmroutinen und ausgewählte wissenschaftliche Anwendungen. Die Ergebnisse fließen direkt in die Weiterentwicklung der Technologie bei Q.ANT ein. Beide Partner arbeiten im Co-Design-Ansatz daran, photonische Hardware und klassische Supercomputer so zu verzahnen, dass ein neuer, energieeffizienter Rechenansatz entsteht.

Die Zusammenarbeit zeigt, wie disruptive Technologien den Weg in die Supercomputing-Infrastruktur Europas finden können. Mit photonischen Beschleunigern könnten künftig HPC-Systeme entstehen, die deutlich weniger Energie verbrauchen und neue Leistungsgrenzen erschließen. Für das JSC ist die Partnerschaft ein weiterer Baustein seiner Strategie, Europas Forschung und Industrie Zugang zu den modernsten Rechenparadigmen zu verschaffen.