Startseite > Halbleiter > Kombination aus Quanten-Annealer und Exascale-Rechner

Bisher unerreichte Rechenleistung

Kombination aus Quanten-Annealer und Exascale-Rechner

14. Februar 2025, 6:22 Uhr | Heinz Arnold

Der Annealing-Quantencomputer von D-Wave im Gebäude von JUNIQ (Juelicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing) am Forschungszentrum Jülich, der jetzt gekauft wurde.

Erstmals soll in Jülich ein Annealing-Quantencomputer mit einem Exascale-Rechner gekoppelt werden, um in neue Dimensionen der Rechenleistung für hochkomplexe Probleme vorzustoßen.

▶ Diesen Artikel anhören

Dazu wird das System an JUPITER angebunden, der derzeit in der Nähe von JUNIQ aufgebaut wird und erstmals die Marke von einer Trillion Rechenoperationen pro Sekunde durchbrechen soll.

»Unsere Expertinnen und Experten sind mit dem Hosting des Systems vertraut und JUNIQ-Nutzerinnen und Nutzer haben bereits bemerkenswerte Ergebnisse damit erzielt. Wir erhoffen uns von der Kopplung mit der neuen Generation der Exascale-Rechner, dass sie uns in die Lage versetzt, wissenschaftliche Fragen auf völlig neue Weise zu betrachten und reale Probleme zu lösen«, erklärt Prof. Kristel Michielsen, Leiterin der Jülicher Quantencomputer-Infrastruktur JUNIQ.

Jetzt hat das Jülich Supercomputing Centre (JSC) den weltweit größten und Europas ersten Annealing Quantencomputer mit mehr als 5.000 Qubits und 15-Wege-Konnektivität dauerhaft übernommen, der dort seit 2022 arbeitet. Mit dem Kauf erhält JUNIQ, die Juelicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing, uneingeschränkten Zugriff auf das System. Forscher können nun Systemparameter anpassen und neue Nutzungskonzepte entwickeln.

»D-Wave löst als einziger reale Probleme mit Quantencomputing!«

Das Quantensystem wird auf D-Waves nächste Quantenprozessor-Generation »Advantage2TM« aufgerüstet, sobald sie zur Verfügung steht. Die erwarteten Vorteile sind doppelte Kohärenz, höhere Konnektivität und eine um 40 Prozent gesteigerte Energieskala – die mit erheblichen Leistungssteigerungen für Quantenberechnungen einhergehen.

»Das Advantage-System von D-Wave hat eine Pionierrolle in der Entwicklung der Quantenoptimierung gespielt – sowohl in der Forschung als auch in der Entwicklung zahlreicher industrieller Anwendungen«, erklärt Prof. Thomas Lippert, Direktor des JSC. »D-Wave ist derzeit der einzige Anbieter, der mit Quantencomputing reale Probleme löst.«

Seit Beginn der Kooperation haben JUNIQ-Nutzende bereits wegweisende Forschungsergebnisse erzielt:

2022 untersuchten Forschende der Universität Lund in Schweden gemeinsam mit JSC Wissenschaftler Dr. Sandipan Mohanty die Faltung eines Proteins auf dem D-Wave Annealing Quantencomputer. Ein tieferes Verständnis dieser Art von Problemen könnte helfen, Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson besser zu erforschen. Die Studie erschien als »Editor's Selection« in Physical Review Research.

2024 bewiesen Wissenschaftler aus Jülich und Slowenien, dass Annealing Quantencomputer mikroskopische Elektronenwechselwirkungen in Materialien abbilden können – ein Durchbruch, veröffentlicht in Nature Communications.
Erst kürzlich gelang es einem Team von Wissenschaftlern des JSC, der University of Leeds und dem Institute of Science and Technology Austria, neue Erkenntnisse zu quantenphysikalischen Prozessen bei der Entstehung des Universums zu gewinnen. Für ihre Berechnungen kombinierten die Forschenden das D-Wave-System mit einem Supercomputer. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Physics veröffentlicht.