Doppelter Spaß mit Hochleistungsrechnen plus Quantensimulation
Europa befindet sich in der zweiten Quantenrevolution: Quantentechnologien werden weithin als Weg in die Zukunft anerkannt und für Entwicklungen eingesetzt, die bisher als unmöglich galten. Die Entdeckung neuer Wirkstoffe und Materialien, neue Kommunikationsprotokolle mit beispielloser Sicherheit, Kryptografie, die medizinische Bildgebung und Atomuhren sind nur einige Bereiche, in denen die Quantentechnologie unser Leben jeden Tag verändert. Das Ziel des Gemeinsamen Unternehmens für europäisches Hochleistungsrechnen (GU EuroHPC) ist es, eine Brücke zwischen europäischen Ländern und EU-Interessengruppen im Bereich des Hochleistungsrechnens zu schlagen und so Strategien und Investitionen ins Hochleistungsrechnen zu koordinieren und die Sichtbarkeit der europäischen Technologie zu vergrößern. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Projekt HPCQS gegründet, um Europa auf die Post-Exascale-Ära vorzubereiten. Die Pläne von HPCQS werden auf der Website umrissen: „Eine offene, europäische, föderierte, hybride Infrastruktur für Hochleistungsrechnen mit Quantensimulationen einrichten, die nicht-kommerziellen Cloud-Zugang für öffentliche und private europäische Nutzende bietet.“ Diese Kombination soll die Geschwindigkeit klassischer Supercomputer beschleunigen und zu einzigartigen Lösungen in vielfältigen Bereichen, wie der personalisierten Medizin, Logistik und Verkehr, Materialentwicklung und quantenmaschinellem Lernen, führen.
Synergie auf dem Weg zu einer EU-Quantenvision
In einer früheren Bekanntmachung zur Auswahl von sechs Quanteninformatik-Anlagen merkte das GU EuroHPC an, dass HPCQS zwei Quantensimulatoren in zwei bestehende europäische Tier-0-Supercomputer integrieren wird. Das ist „der Supercomputer Joliot-Curie von GENCI, der französischen nationalen Organisation für Hochleistungsrechnen in Frankreich; und der JUWELS-Supercomputer des Jülich Supercomputing Centre in Deutschland“. Beide Simulatoren haben die Prozessorenschwelle von 100 Qubit überschritten, heißt es in einem Artikel auf „HPCwire“. Das ermöglicht den weltweit ersten hybriden Hochleistungsrechner mit Quantensimulation. Im Artikel heißt es weiter: „Die Infrastruktur wird europäischen Forschenden aus Wissenschaft und Industrie frei und für Zwecke der offenen Forschung offen stehen.“
Ausbau der Rechenkapazität
Die sechs ausgewählten Anlagen sind das IT4I in Tschechien, das LRZ in Deutschland, der GENCI-CEA in Frankreich, das CINECA in Italien, das BSC-CNS in Spanien und das PSNC in Polen. Die Zentren in Spanien, Frankreich, Italien und Polen haben eines gemeinsam: EuroQCS. Nach Angaben im Artikel auf HPCwire bedeutet das, „dass sie die Grundsätze des Weißbuchs zur europäischen Infrastruktur für Quanteninformatik und -simulation (EuroQCS) von Quantum Flagship achten werden“. Das Weißbuch bezieht sich auch auf das „Pilot-Twinningsystem“ von HPCQS, an dem der Joliot-Curie (über das TGCC des französischen Kommissariat für Atomenergie und alternative Energien) und der JUWELS (am Jülich Supercomputing Centre in Deutschland) beteiligt sind. In der Veröffentlichung wird geschrieben: Das HPCQS-Projekt „baut eine Verbindung zwischen dem klassischen Supercomputer und der Quantensimulation auf, indem letztere tief in eine modulare Hochleistungsrechenarchitektur integriert wird, und wird auch den Cloud-Zugang und Middleware für das Programmieren und Ausführen von Anwendungen auf dem Quantensimulator über die QLM bieten“ (europäische Atos Quantum Learning Machine). HPCQS (High Performance Computer and Quantum Simulator hybrid) zielt darauf ab, die Wettbewerbsfähigkeit Europas im Bereich der Quanteninformatik, Simulation und Dateninfrastruktur zu stärken und so die Attraktivität für Unternehmen in diesem Bereich zu fördern. Die Integration der Quanteninformatik in das Hochleistungsrechnen wird neue Wege für bedeutende Innovationen in Wissenschaft, Forschung, Entwicklung und Industrie eröffnen. Weitere Informationen: Projektwebsite
Schlüsselbegriffe
HPCQS, GU EuroHPC, Quanteninformatik, Quantensimulator, Supercomputer, Joliot-Curie, JUWELS
