Europas erster Quantencomputer mit mehr als fünftausend Qubits
Quantenannealer ist Teil der Jülicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing, die den Zugriff auf verschiedene Quantensysteme ermöglicht.
Ein Quantenannealer mit mehr als fünftausend Qubits nimmt ab sofort am Forschungszentrum Jülich seine Arbeit auf. Das Jülich Supercomputing Centre und D-Wave Systems gaben am 17. Januar den Startschuss für das erste Quanten-Cloud-basierte System dieses Unternehmens außerhalb Nordamerikas. Das neue System hat seinen Standort in Jülich und soll in Zukunft eng mit den Supercomputern des JSC zusammenarbeiten. Der Quantenannealer ist Teil der Jülicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing JUNIQ, die Forschern in Deutschland und Europa seit Herbst 2019 Zugriff auf verschiedene Quantensysteme ermöglicht.
Das Forschungszentrum Jülich hat sich zum Ziel gesetzt, eine führende Entwicklungs- und Nutzergemeinschaft aus Industrie und Wissenschaft für die Anwendungen von Quantencomputern in Deutschland und Europa aufzubauen. „Dazu haben wir am Jülich Supercomputing Centre JSC mit JUNIQ bereits 2019 eine Nutzereinrichtung für offene Innovationen geschaffen, die Anwendern eine einheitliche Quantencomputing-Plattform als Service und die zugehörigen Kompetenzen zur Nutzerunterstützung und gemeinsamen Software-Entwicklung zur Verfügung stellt“, erklärt Wolfgang Marquardt, Vorstandsvorsitzender des Forschungszentrums. „Mit JUNIQ ermöglichen wir Anwendern und Entwicklern einen serviceorientierten Zugang zu unserem einmaligen Jülicher Quantencomputing-Ökosystem, das aufgrund seiner exzellenten technischen Ausstattung, vor allem aber durch die Bündelung unserer starken Expertisen im Bereich des Supercomputings und der Quantentechnologien beste Voraussetzungen bietet, um die wertschöpfende Nutzung von Quantencomputern zügig voranzutreiben.“
Das neue Quantensystem ist bereits der zweite D-Wave-Quantenrechner innerhalb der Nutzerinfrastuktur JUNIQ und das weltweit erste Advantage System mit Standort außerhalb des Firmensitzes in Kanada. „Wir betreiben das System direkt bei uns in Jülich – damit haben wir die Möglichkeit, es eng in unsere Supercomputing-Infrastruktur einzubinden“, erklärt Kristel Michielsen, Pionierin im Quantencomputing und Leiterin der Gruppe „Quantum Information Processing“ am JSC. Das ermöglicht den Experten am JSC, Erfahrungen mit dem Betrieb und der Wartung eines solchen Geräts zu sammeln – und führt zu einem erheblichen Wissenstransfer nach Deutschland. Darüber hinaus wird der Zugang zu diesem System unter deutscher Gesetzgebung und Kontrolle erfolgen.
Das neue System ist ein Quantenannealer: Diese Art von Quantensystemen sind besonders geeignet für die Lösung von schwierigen Optimierungsproblemen, die auch für die Industrie von großem Interesse sind – etwa um Verkehrsflüsse effizient zu steuern oder um künstliche neuronale Netze für Anwendungen der künstlichen Intelligenz zu trainieren.
„Wir untersuchen auch Möglichkeiten, das neue System in unsere Supercomputer-Infrastruktur zu integrieren, was nach unserem Wissen der erste Fall wäre, in dem ein Quantencomputer direkt mit einem Supercomputer zusammenarbeitet“, sagt Thomas Lippert, Direktor des JSC. „Das ist möglich, weil der Annealer über fünftausend Qubits besitzt und daher groß genug ist, um bei anwendungsbezogenen Problemen zu helfen, wie sie auf Supercomputern gerechnet werden.“
Es handelt sich hierbei um einen Quantencomputer, der mit Blick auf industriellen Einsatz entwickelt wurde. Und er hat einige besondere Eigenschaften, auf die die Nutzer der JUNIQ-Infrastruktur zugreifen können: neue Advantage-Performance-Updates, Quantensysteme mit hochgradig vernetzter Pegasus-Topologie und der bisher höchsten Leistung in einem kommerziellen Quantensystem.
FZ Jülich / RK
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