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Quantum-Valley ermöglicht Forschung der Zukunft

QuantenComputing-Start in München

PREVIEW online - „Das ist der Warp-Antrieb für die Forschung der Zukunft“, so der bayerische Ministerpräsident Markus Söder vollmundig bei der Eröffnung des Quantum Integration Centre (QIC) am Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) in München. „Was das Silicon Valley heute ist, wird das Quantum Valley in Zukunft sein.“ Mit dem QIC soll München Deutschlands führender Standort im Bereich Quantentechnologien werden und Forschung in einer neuen Dimensionen ermöglichen.

Raus aus dem Labor. Rein ins Zentrum kollaborativer Forschung. Das Leibniz-Rechenzentrum als einem der weltweit leistungsfähigsten Rechenzentren ist der perfekte Ort für die fortschrittlichste Computer-Generation. QuantenComputing übertrifft alles, was es bisher vom SuperComputing her schon bekannt war.

QuantenComputing für alle

„Im LRZ Quantum Integration Centre bündeln wir unsere Quantencomputing-Aktivitäten und treiben sie gemeinsam mit unseren Partnern im Munich Quantum Valley voran,“ erklärt Dieter Kranzlmüller, Leiter des LRZ. „Als international führendes Rechenzentrum arbeiten wir bereits daran, Quantencomputing-Hardware vor Ort aufzubauen und entwickeln Konzepte, um diese den Forschenden über unsere Cloud zur Verfügung zu stellen.“ Erste Seminare zur Aus- und Weiterbildung werden bereits angeboten.

Mit dem Quantum Integration Centre (QIC) verfolgt das LRZ drei anspruchsvolle Ziele:

- Den Auf- und Ausbau von Services rund ums QuantenComputing für Wissenschaftler.

- Die Entwicklung von Hard- und Software, um Quanten- ins SuperComputing zu integrieren. Außerdem das systematische Erforschen dieser aussichtsreichen Strategie, die beide Zukunftstechnologien bereichern und in Fahrt bringen wird.

- Der Austausch mit der internationalen Quanten-Community, um ein detailliertes Bild der Nutzungsanforderungen zu erhalten.
Die Aus- und Weiterbildung gefragter Computing-Expertinnen und -Experten bildet die Basis aller Aktivitäten.

Raus aus den Laboren

Noch befindet sich QuantenComputing im Versuchsstadium. Mit ersten Komponenten und oft noch mit der Hilfe von SuperComputern kann aber schon Quantenvolumen aufgebaut werden, das Forschung und Wirtschaft nutzen. Deshalb kooperiert das LRZ mit Atos und hat die Atos Quantum Learning Machine (Atos QLM) – den weltweit leistungsstärksten kommerziell erhältlichen Quantensimulator – in Betrieb genommen. Das System wurde eigens dafür konzipiert, Algorithmen für das QuantenComputing zu entwickeln, erste Simulationen durchzuführen, und das ohne spezielle Quanten-Hardware.

QC: Schlüssel zum 21. Jahrhundert

„Wir sind geehrt, einer der ersten Hardware-Partner des LRZ Quantum Integration Centre zu sein“, so Elie Girard, CEO von Atos. „Quantumwissenschaften und -Technologien werden als Schlüssel des 21. Jahrhunderts angesehen. Atos hat eine breit angelegte Initiative gestartet, um Unternehmen dabei zu helfen, mit QuantumComputing zu experimentieren und zu lernen, noch bevor sie Zugang zu Quantumhardware haben.“

Co-Design für Quanten-Hardware

Während bereits erste Quanten-Algorithmen und -Applikationen entstehen, entwickelt das LRZ mit dem finnisch-deutschen Startup IQM und weiteren Partnern zudem Quantenprozessoren. „Digital-Analoges QuantenComputing“ (DAQC) heißt das vom Bundeministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt, das die Technik von analogen, kontrollierbaren Systemen mit der von digital-universellen QuantenComputern kombiniert, deren Rechenleistung sich mit jedem Qubit vermehrt. So sollen robuste Quanten-Prozessoren mit zunächst 5, 20 und dann 54 Qubits entstehen, außerdem Methoden und Elektronik zu deren Kontrolle. Diese innovativen Steuereinheiten werden zunächst in Zusammenspiel mit den High-Performance-Systemen des LRZ arbeiten und ihre Zuverlässigkeit dort beweisen. Dafür beschafft das LRZ einen Kryostat. Ein Kühlgerät für die tiefen Temperaturen, auf denen QuantenComputing basiert.

„Bei IQM liegt unser Hauptaugenmerk auf dem Aufbau von Co-Design-QuantenComputern und der Integration von Quanten-Beschleunigern in SuperComputing-Zentren“, erklärt Jan Goetz, CEO von IQM Quantum Computers. „Als Systemintegrator sind wir bereits heute in der Lage, QuantenComputer zu bauen, die diese Ziele erreichen können. Wir freuen uns darauf, mit dem LRZ und unseren Ökosystempartnern das ambitionierte DAQC-Projekt zu starten und weitere internationale Quanten-Initiativen zu unterstützen.“

Experimentieren, Lernen, Wissen austauschen

Auf Basis der Quantum Learning Machine (QLM) und später den Quanten-Prozessoren wird das QIC Wissenschaft und Forschung hilfreiche Services rund ums QuantenComputing anbieten und diese weiter ausbauen. Dabei liegt ein Schwerpunkt auf der Qualifikation. Darauf ist das LRZ vorbereitet: Mit der bereits 2019 gestarteten Bavarian Quantum Computing eXchange (BQCX) ist nicht nur eine lebhafte Community für den internationalen Wissensaustausch zwischen Industrie, Informatik und Wissenschaft gewachsen, sondern ein Netzwerk starker Partnerschaften zur Technologieerkundung, für Co-Design und Ausbildung.

Neben Ideen für erste Seminare und Workshops fanden sich in den BQCX-Treffen Pläne, Kontakte und Partner sowie Partnerinnen für Forschungsprojekte und formte sich die Quanten-Strategie des LRZ mit dem QIC. So erforscht das LRZ, wie sich die Leistung von SuperComputern der nächsten Generation durch die Simulation von Quanten-Schaltungen steigern ließe. Auf seinem Höchstleistungsrechner SuperMUC-NG bietet das LRZ seit 2019 für Forschungszwecke einen QuantenComputing-Simulator mit 42 Qubit von Intel an. Kein Wunder also, wenn das Institut der BAdW gerade neue Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in den Bereichen QuantenComputing, Administration, Software sowie Informatik für die IT-Technologie der Zukunft sucht.

Pressekontakt
Peter Becker
Eckerkamp 139b
22391 Hamburg
Tel. +49-40-53 930 460
press(at)pre-view-online.com



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Ministerpräsident Markus Söder eröffnet das QIC
Quelle: LRZ
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Ministerpräsident Markus Söder und Wissenschaftsminister Bernd Sibler eröffnen das QIC in München
Quelle: LRZ
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