EU-Quantencomputer für Deutschland
»Euro-Q-Exa« nimmt am LRZ in Garching seine Arbeit auf
Mit »Euro-Q-Exa« ist der erste europäische Quantencomputer der EuroHPC Joint Undertaking in Deutschland am Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) in Betrieb genommen worden. Mit 54 Qubits ist er deutlich leistungsfähiger als sein Vorgänger – und wird schon in diesem Jahr auf 150 Qubits aufgestockt.
»Euro-Q-Exa« wird Forschenden in Europa bereitgestellt und soll die technische Unabhängigkeit im Quantencomputing voranbringen. Hersteller des Quantencomputers ist IQM, ein Unternehmen mit Hauptsitz in Finnland, das auch in Deutschland tief verwurzelt ist und in München mit einem zweiten großen Firmensitz vertreten ist. Der CEO von IQM, Jan Götz, hat übrigens an der TUM promoviert. IQM stellt Quantencomputer auf Basis von supraleitenden Qubits her und entwickelt und fertigt sowohl die Quanten Processor Unit (QPU) als auch das gesamte System im eigenen Haus.
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| »Euro-Q-Exa« am LRZ in Garching |
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| »Euro-Q-Exa« ist eines von insgesamt sechs Quantensystemen, die in europäische Höchstleistungsrechner integriert und von der EuroHPC Joint Undertaking beschafft werden, um im Quantencomputing technologische Unabhängigkeit zu erreichen. Die Gesamtkosten von 25 Millionen Euro für das System, seinen Betrieb und die Ergänzung, tragen die Europäische Union und das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) mit zehn und respektive zwölf sowie das Bayerische Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst (StMWK) mit drei Millionen Euro. Das BMFTR finanziert außerdem notwendige Personal- und Sachmittel. |
Nicht ohne Erfolg: »Wir haben bereits 28 Quantencomputer verkauft – mehr als jeder andere Hersteller weltweit«, sagte Sr. Ulrich Meier, Business Development Manager von IQM im Gespräch anlässlich der offiziellen Inbetriebnahme des 54-Qubit-Quagte Computers in Garching. Damit tritt IQM auch der teilweise verbreiteten Meinung entgegen, dass Europa gegenüber anderen Weltregionen wie den USA und China im Quantencomputing abgehängt sei. Gerade in dieser neuen vielversprechenden Technologie nehme Europa eine Führungsrolle ein und IQM – wenn auch bei weitem nicht als einziges europäisches Quantencomputer-Unternehmen – trage zum großen Ziel der EU bei in diesem neuen Sektor eine Spitzenposition zu besetzen, eine Technologie, die die Karten in fast allen wesentlichen Bereichen unserer Gesellschaft, von der Grundlagenforschung über konkrete Anwendungsgebiete, ob Industrie, KI, Medizintechnik, Mobilität, Finanzwesen, Chemie, Pharmazie Kommunikationstechnologien oder der Infrastruktur wie Energieerzeugung und Verteilung bis hin zu Luft- und Raumfahrt und Verteidigung neu mischen wird. Wer in den Quantentechnologien nicht vorne dabei ist, wird nirgends mehr ein gewichtiges Wort mitreden können.
EU investiert: Führungsrolle für Europa
Davon ist auch Henna Virkkunen, Exekutiv-Vizepräsidentin der Europäischen Kommission für Technologische Souveränität, Sicherheit und Demokratie, überzeugt und die EU tut nach ihren Worten viel, damit Europa auf dem Gebiet des Quantencomputing ganz vorne mit dabei ist. Deshalb hat sie es sich auch nicht nehmen lassen, bei der offiziellen Inbetriebnahme von »Euro-Q-Exa«, des ersten europäische Quantencomputers der EuroHPC Joint Undertaking in Deutschland, vor Ort in Garching teilzunehmen. »Unser Ziel ist es, dass Europa auf dem Weltmarkt im Sektor des Quantencomputing eine Führungsrolle übernimmt. Das ist auch deshalb wichtig, weil das Quantencomputing und KI Hand in Hand gehen.« Das eine wird ohne das andere also künftig nicht mehr funktionieren.
Das sieht Dr. Silke Launert, parlamentarische Staatssekretärin im BMFTR, als Zeichen für Europa: »Europa kann handeln, wenn wir zusammen in eine Richtung ziehen, das BMFTR ist dabei, genauso wie Bayern, Deutschland und die EU. Das Munich Quantum Valley bringt alles zusammen – dabei denken wir europäisch.«
Das Munich Quantum Valley
Es kommt sicher nicht von ungefähr, dass der »Euro-Q-Exa« im Garching, einem zentralen Bestandteil des Munich Quantum Valley und damit einem der größten Ökosystemen für Quantentechnologien in Europa, eröffnet wurde. »Das Cluster besteht aus der LMU, der Technischen Universität München, der FU Erlangen und vielen Industrieunternehmen von SAP bis zu zahlreichen Start-ups. Nicht weniger als drei Physik-Nobelpreisträger sind aus diesem Umfeld über die vergangene 25 Jahren hervorgegangen«, erklärte Markus Blume, Staatsminister für Wissenschaft und Kunst, auf der Eröffnungsveranstaltung. »Euro-Q-Exa ist mehr als ein neuer Rechner. Er steht für technologische Souveränität und den Anspruch, unsere digitale Infrastruktur selbst zu gestalten. In Garching, dem größten Forschungscampus Deutschlands, verbinden wir Quanten, Supercomputing und Künstliche Intelligenz zu neuen Rechendimensionen. Genau deshalb bewerben wir uns auch um eine KI-Gigafactory.«
HPC und Quantencomputing – gemeinsam geht’s besser
Im Zentrum des Clusters sitzt Prof. Dieter Kranzlmüller, Leiter des LRZ, in dessen Gebäude auf dem Campus in Garching, dem »Würfel«, der neue Computer in unmittelbarer Nähe der Server des HPC von jetzt an arbeitet. Dort steht er neben dem ersten Quantencomputer, der schon seit 2023 im »Würfel« in Betrieb ist, auch er kommt von IQM. Das sei nach den Worten von Kranzlmüller nicht geplant gewesen. »Die Wahl war das Ergebnis eines offenen Ausschreibungsverfahren.« Sein großes Ziel als Leiter des LRZ, einem Dienstleistungsunternehmen für die Wissenschaft, ist es, das Quantencomputing als neuen Werkzeug ergänzend zu HPC zur Verfügung zu stellen: »Wir müssen das Quantencomputing so schnell wie möglich nutzen und in die HPC-Umgebung integrieren, um das neue Werkzeug für KI, Big Data und vieles mehr einzusetzen. Der Quantencomputer soll automatisch zugeschaltet werden, sobald dies sinnvoll ist – in dieser Hinsicht ist noch einiges an Entwicklungsarbeit zu leisten.«
LRZ kann auf jahrelange Erfahrung setzen
Dabei kommt ihm zugute, dass das LRZ auf diesem Gebiet kein Neuling mehr ist und schon auf Jahre der Erfahrung mit dem ersten Quantencomputer zurückblicken kann, der sich über diese Zeit schon einer großen Nutzung erfreuen durfte. Mehr zum ersten Quantencomputer und wie er ins HPC integriert wurde, lese Sie hier. Damit war das LRZ ein durchaus nicht unerhebliches Risiko eingegangen – denn wie die Technik im Zusammenspiel mit dem HPC funktionieren würde, war anfangs keineswegs klar abzusehen. »Jetzt wissen wir, es hat sich gelohnt«, so Kranzlmüller. Um so mehr freut ihn, dass der neue »Euro-Q-Exa System 1« jetzt bereits 54 Qubits zur Verfügung stehen – und bis Ende des Jahtres sogar das »Euro-Q-Exa System 2« mit 150 Qubits.
Zudem bietet das LRZ mit »Euro-Q-Exa« zuverlässig eine höhere Verfügbarkeit des Quantencomputings: Wird eines der Systeme gewartet, können Forschende auf dem anderen weiterarbeiten. Mit dem Supercomputer des LRZ gekoppelt, ermöglicht Euro-Q-Exa außerdem hybride Workflows oder die Kombination von klassischem Super- mit neuem Quantencomputing. Auf diese Weise können »quantenklassische« Workflows weiter erforscht werden, etwa zum Lösen von Differenzialgleichungen, was beispielsweise erforderlich ist, um Probleme der Fluiddynamik angehen zu können, oder um große KI-Modelle zu trainieren.
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