Quantencomputing Ein Quantenrechner mit 5000 Qubits legt in Jülich los

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Mit dem D-Wave-Quantenannealer kann Europa nun auf seinen ersten 5000-Qubit-Quantencomputer zurückgreifen, um weitere Potenziale für Industrie, Pharmakologie und andere Bereiche auszuschöpfen.

Ein Quantenannealer, der über 5000 Qubits nutzt, nimmt ab sofort am Forschungszentrum Jülich seine Arbeit auf. Das Jülich Supercomputing Centre (JSC) und D-Wave Systems, einer der führenden Anbieter von Quantencomputer-Systemen, gaben gestern den Startschuss dafür. Das Forschungszentrum Jülich hat sich dabei zum Ziel gesetzt, eine führende Entwicklungs- und Nutzergemeinschaft aus Industrie und Wissenschaft für die Anwendungen von Quantencomputern in Deutschland und Europa aufzubauen. Von Jülich aus soll er nun eng mit den Supercomputern des JSC zusammenarbeiten, heißt es weiter. Der Quantenannealer ist Teil der Jülicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing (Juniq), die Forschenden in Europa seit Herbst 2019 Zugriff auf verschiedene Quantensysteme ermöglicht.

Der Nutzen von Quantencomputern ist immens

Was so komplex ist, dass man es selbst mit Supercomputern nicht in absehbarer Zeit berechnen kann, ist ein gefundenes Fressen für einen Quantencomputer, der mit Atomen oder Ionen rechnet (Qubits), statt mit Bits und Bites, was durch gewisse Quanteneffekte eine Art Parallelrechnen erlaubt, das jeden normalen Computer in den Schatten stellt. Die sogenannte Quantenverschränkung zwischen den Qubits erlaubt es sogar, dass er sozusagen „überlichtschnell“ arbeiten kann, wenn dabei auch nicht wirklich etwas von „A“ nach „B“ bewegt wird. In Reichweite liegen deshalb die bessere Nutzung von Stromnetzen, ganz neue Materialien und wirksamere Arzneimittel und sichere Datenübertragungen, um nur einiges zu nennen. Deshalb fördert das Bundesforschungsministerium den Einsatz dieser leistungsstarken, zukunftsrelevanten Helfer.

Was ist nun ein Quantenannealer? Nun, diese Art von Quantensystemen sei besonders geeignet für die Lösung von schwierigen Optimierungsproblemen, die insbesondere auch für die Industrie von großem Interesse sind. Dazu gehören die oben genannten Themen, aber auch die Steuerung von Verkehrsflüssen oder das Training von künstlichen neuronalen Netzwerken mit Blick auf die Künstliche Intelligenz. D-Wave ist, wie es weiter heißt, ein führender Hersteller von Quantensystemen dieses Typs. Anwender haben bereits frühe Quantenanwendungen in so unterschiedlichen Bereichen wie Finanzmodellierung, Flugplanung, Wahlmodellierung, Quantenchemiesimulation, Automobilbau, Gesundheitsvorsorge, Logistik und mehr entwickelt.

Gebäude mit gewissen Finessen sind aber nötig

Das neue Quantensystem ist bereits der zweite D-Wave-Quantenrechner innerhalb von Juniq und das weltweit erste Advantage System mit Standort außerhalb des Herstellersitzes in Kanada. Die Einbindung in die Supercomputing-Infrastruktur ermöglicht den Jülicher Experten es auch, Erfahrungen mit dem Betrieb und der Wartung eines solchen Geräts zu sammeln. Auch soll das zu einem erheblichen Wissenstransfer nach Deutschland beitragen. Darüber hinaus werde der Zugang zu diesem System unter deutscher Gesetzgebung und Kontrolle erfolgen.

Für den Betrieb des Quantenannealers wurde ein neues Gebäude errichtet, das heute ebenfalls eingeweiht wurde. Denn Quantencomputer benötigen einen speziellen, vibrationsfreien Standort und müssen auch gut gegen andere äußere Einflüsse abgeschirmt werden, damit die Quantenrechnerei nicht versagt. Die beiden Maschinenhallen des Gebäudes verfügen daher über spezielle Schwingungsfundamente, um Erschütterungen abzudämpfen. Neben dem D-Wave-System wird der Bau ab dem nächsten Jahr auch einen weiteren Quantencomputer beherbergen, wie abschließend zu erfahren war.

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