Auf dem Weg zum hybriden Quanten-Supercomputing

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Im Rahmen der europäischen Initiative für High Performance Computing (HPC) soll nun der Weg zum hybriden Quanten-Hochleistungsrechnen geebnet werden. Ziel des kürzlich gestarteten Projekts HPCQS, an dem die Uni Innsbruck und das Innsbrucker Spin-off ParityQC beteiligt sind, ist es, zwei Quantensimulatoren mit jeweils mehr als 100 Quantenbits in Supercomputer an europäischen HPC-Zentren zu integrieren. Dafür stehen in den nächsten vier Jahren 12 Mio. Euro zur Verfügung.

Das European High-Performance Computing Joint Undertaking (EuroHPC JU) ist eine gemeinsame Initiative der EU, europäischer Länder und privater Partner mit dem Ziel, ein weltweit wettbewerbsfähiges Supercomputing-Ökosystem in Europa zu etablieren. In dieses will man nun auch zwei Quantensimulatoren integrieren. Konkret sollen diese über eine öffentliche Ausschreibung angeschafft und mit zwei Rechensystemen der höchsten Leistungsklasse verbunden werden: mit „Juwels“, Europas schnellstem Superrechner im Jülich Supercomputing Centre (JSC), sowie dem Höchstleistungsrechner „Joliot Curie“ von der nationalen französischen Supercomputing-Agentur GENCI.

Die nahtlose Integration von Quantenhardware in klassische Rechenressourcen sei ein wichtiger Schritt, um die Leistung von Quantencomputern für erste praktische Anwendungen nutzbar zu machen, heißt es seitens der Universität Innsbruck. In dem Pilotprojekt HPCQS („High-Performance Computer and Quantum Simulator hybrid“) soll eine Programmierplattform für den Quantensimulator entwickelt werden. Ziel sei eine Hardware-unabhängige Programmierumgebung für Quantencomputing und hybride Quanten-HPC-Anwendungen für die Endanwender.

„Die HPCQS-Infrastruktur ist ein erster Schritt auf dem Weg zu einer europäischen Infrastruktur für Quantencomputer und Quantensimulation“, erklärten die ParityQC-Gründer Wolfgang Lechner und Magdalena Hauser in einer Aussendung der Uni Innsbruck. Das 2019 gegründete Spin-off bezeichnet sich selbst als „Quanten-Architektur Unternehmen“ und entwickelt aufeinander abgestimmte Soft- und Hardware für Quantencomputer. Damit sollen Anwender Optimierungsprobleme in verschiedenen Wirtschafts- und Wissenschaftsbereichen leichter lösen können. Auch im Rahmen des Projekts HPCQS sollen erste Anwendungen ausgelotet werden, die mit komplexen Simulationen und Optimierungsproblemen zusammenhängen, wie man sie etwa in der Material- und Medikamentenentwicklung, in der Logistik und im Transportwesen findet.

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