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Forschungszentrum Jülich und Q.ANT

Kooperation für das photonische Computing

28. November 2025, 8:50 Uhr | Heinz Arnold

Der photonische Native Processing Server von Q.ANT wird in ein KI-Datenzenter integriert

Das Jülich Supercomputing Centre (JSC) und Q.ANT starten eine mehrjährige Entwicklungspartnerschaft, um das Potenzial des photonischen Computings für das Hochleistungsrechnen gezielt zu untersuchen und neue Anwendungsmöglichkeiten zu eruieren.

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Gemeinsam wollen sie Q.ANTs photonischen Prozessor in die modulare Rechnerinfrastruktur des JSC einbinden und neue Verfahren sowie Algorithmen entwickeln, die die besonderen Eigenschaften des Rechnens mit Licht optimal nutzen.

Photonisches Computing nutzt Lichtwellen anstelle elektrischer Ströme, um Daten zu verarbeiten. Dadurch lassen sich komplexe mathematische Operationen nahezu ohne Wärmeentwicklung und mit deutlich geringerem Energieverbrauch ausführen. Angesichts des wachsenden Energiebedarfs von Rechenzentren gilt das lichtbasierte Rechnen als vielversprechender Ansatz für eine nachhaltigere Computerarchitektur der Zukunft.

»Mit dieser Kooperation bringen wir photonisches Computing aus der Grundlagenforschung in reale Rechenzentrumsumgebungen«, sagt Prof. Dr. Stefan Krieg, Leiter der Abteilung HPC for Quantum Systems am JSC. »Gemeinsam mit Q.ANT könnten wir Verfahren entwickeln, die die Energieeffizienz und Rechenleistung künftiger Supercomputer deutlich steigern. Dabei erforschen wir neue Wege jenseits der Grenzen klassischer Elektronik.«

»Im JSC des Forschungszentrum Jülich können wir zeigen, was möglich ist, wenn man Rechenleistung neu denkt – energieeffizient und hoch performant«, sagt Dr. Michael Förtsch, Gründer und CEO von Q.ANT. »Unser Ziel ist es, gemeinsam mit unseren Partnern zu beweisen, dass das Next Level of Compute aus Deutschland kommt – bereit, eine neue Ära der Informationsverarbeitung einzuläuten.«

Rechnen mit Licht statt mit Strom

Q.ANT hat mit seinem »photonischen Native Processing Server« einen speziellen Server entwickelt, der Licht als Informationsträger nutzt. Die zugrundeliegende Dünnschicht-Lithiumniobat-Photonikarchitektur – ein Chip mit Lichtleitern – erlaubt nach Angaben des Unternehmens eine bis zu 30-fach höhere Energieeffizienz und eine 50-fach gesteigerte Rechenleistung im Vergleich zu herkömmlichen Systemen – bei Kompatibilität mit bestehenden Programmen für wissenschaftliche Berechnungen und KI-Anwendungen.

Jülichs HPC-Umgebung als einzigartiger Teststandort

Das JSC verfolgt mit seiner »Modular Supercomputing Architecture« (MSA) einen innovativen Ansatz, bei dem unterschiedliche Rechenmodule flexibel kombiniert werden können. Durch die Integration photonischer Technologien in diese modulare Architektur erweitert das JSC seine Möglichkeiten für experimentelle Rechenverfahren – ergänzend zu bestehenden Aktivitäten des JSC, die von der Weiterentwicklung klassischer Hochleistungsrechner über energieeffiziente Architekturen bis hin zu neuartigen Rechenparadigmen wie Quanten- und neuromorphem Computing reichen.

Über ihre Zusammenarbeit wollen das JSC und Q.ANT zeigen, wie neue Technologien in die Supercomputer und Datencenter der Zukunft einfließen können. Gemeinsam wollen die Partner innovative Rechenverfahren testen und so die Grundlagen für leistungsfähige, energieeffiziente Hochleistungsrechner in Europa legen.

Forschungspartnerschaft mit vierjährigem Fokus

Im Rahmen der vierjährigen Partnerschaft beschafft das JSC einen photonischen Native Processing Server von Q.ANT, um Hardware und Software unter realen HPC-Bedingungen zu testen. Dazu werden verschiedene Anwendungen und wiederkehrende Programmbestandteile (»Kernel-Routinen«) beschleunigt.

Ziel ist es, das Zusammenspiel zwischen photonischer Hardware und klassischen Supercomputern weiterzuentwickeln und den Energieverbrauch bei rechenintensiven Aufgaben deutlich zu reduzieren.

Q.ANT und das JSC werden im Co-Design-Ansatz eng zusammenarbeiten, um die nächste Generation photonischer Architekturen zu gestalten. Die Erfahrungen aus den Jülicher Tests fließen direkt in die Weiterentwicklung der Technologie bei Q.ANT ein.