23.07.2024
QUANTENCOMPUTING

AQT: Tiroler Startup und Uni integrieren Quantencomputer in Supercomputer

Der Hybrid aus Supercomputer und Quantenrechner an der Uni Innsbruck soll die Lösung komplexer Aufgaben in verschiedenen Disziplinen ermöglichen. Für das Projekt gibt es auch eine FFG-Förderung.
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Das Gründerteam Rainer Blatt, Thomas Monz und Peter Zoller (v.l.) vom Tiroler Quantencomputing-Startup AQT © AQT
Das Gründerteam (v.l.) von AQT (l.n.r.): Rainer Blatt, Thomas Monz und Peter Zoller. | © AQT

Der steigende Bedarf an Rechenleistung bringt klassische Computer-Systeme schon länger an ihre Grenzen. Der Ansatz, mehrere gleichartige Prozessoren zusammenzuschließen, um im Cluster (HPC) eine höhere Leistung zu erzielen, wurde in den vergangenen Jahren bereits überarbeitet. Der neue Standard bei Supercomputern sind sogenannte heterogene Anlagen, in denen unterschiedlich spezialisierte Prozessoren und Co gemeinsam zum Einsatz kommen, um im Verbund möglichst effizient zu arbeiten. In so ein System integrierte die Uni Innsbruck nun gemeinsam mit dem Innsbrucker Spin-off AQT unter dem Projekttitel „HPQC“ erstmals einen Quantenrechner.

Einsatz u.a. für Chemie und Materialwissenschaften

„Mit dem Aufkommen von  Quantencomputern und ihren Möglichkeiten, bestimmte Probleme in der Chemie oder den Materialwissenschaften deutlich rascher zu lösen, als dies klassischerweise möglich ist, sind Quantenbeschleuniger für HPC-Rechner eine neue, sehr spannende Möglichkeit“, sagt dazu AQT-CEO Thomas Monz. Der Quantenphysiker ist zudem Assistenzprofessor an der Universität Innsbruck.

HPQC-System von AQT und Uni Innsbruck steht auch Partnern zu Verfügung

Das neue Hybrid-System werde bereits von Anwender:innen in Forschung und Industrie erprobt, heißt es in einer Aussendung. Partner, wie etwa eine Forschungsgruppe an der TU Wien oder das Wiener Unternehmen Math.tec können auf das HPQC-System zugreifen, um damit komplexe Berechnungen durchzuführen.

Große Erwartungen an HPQC

Die Erwartungen an das System mit dem laut AQT ersten derartig integrierbaren Quantencompter sind groß. Denn übliche HPC-Systeme würden zwar „eine erstaunliche Rechenleistung bieten, skalieren bestimmte Probleme in der Natur, insbesondere solche, die mit Hilfe der Quantenmechanik beschrieben werden müssen, so ungünstig, dass sie nur annähernd oder gar nicht lösbar sind“.

System soll bei Erforschung von Supraleitung, Stickstofffixierung und Kohlenstoffbindung helfen

Zu diesen Problemen würde etwa das Verständnis der Supraleitung bei Raumtemperatur gehören, „die – sobald sie technisch umsetzbar wird – voraussichtlich alle Bereiche der Elektronik revolutionieren wird“, so AQT. Weitere Anwendungen würden chemische Prozesse wie die Stickstofffixierung zur Entwicklung von kosten- und energieeffizienten Düngemitteln oder die Kohlenstoffbindung zur Bekämpfung des Klimawandels umfassen.

„Zusammenspiel kreativ ausloten, anpassen und erweitern“

Wiewohl das HPQC-System „das beste aus beiden Welten“ bieten würde, gebe es aktuell auch noch Herausforderungen, so AQT. Diese bestünden etwa darin, die Arbeitslast zwischen den beiden völlig unterschiedlichen  Berechnungsansätzen auszubalancieren. Sprich: Welcher Teil eines Berechnungsproblems wird am besten auf einem klassischen Computer bearbeitet, und an welchem Punkt sollte die Berechnung auf den Quantenprozessor übertragen werden? Die Schnittstellen würde es den Forscher:innen jedenfalls nun ermöglichen, „das Zusammenspiel zwischen klassischer und Quantenhardware kreativ auszuloten, anzupassen und zu erweitern“.

FFG-Förderung für AQT und Uni Innsbruck

Für das Projekt erhielten AQT und die Uni Innsbruck auch eine FFG-Förderung. „Die erfolgreiche Integration eines Quantencomputers in eine High-Performance-Computing-Umgebung markiert einen bedeutenden Meilenstein für die österreichische und europäische Forschung und Technologieentwicklung“, kommentiert FFG-Geschäftsführerin Henrietta Egerth. „Dieses Projekt demonstriert eindrucksvoll die Innovationskraft und den technologischen Vorsprung, den wir in unserem Land  erreichen können, und zeigt das enorme Potenzial und die Unabhängigkeit der EU bei Quantentechnologien.“

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© brutkasten

Wer Blockchain hört, denkt oft noch immer an Kryptowährungen, Kursentwicklungen und die Spekulationsexzesse der vergangenen Jahre. Dieses Bild greift jedoch zunehmend zu kurz. Nach zwei Tagen beim Proof of Talk in Paris, einem der relevantesten europäischen Treffen für Web3, digitale Assets und Finanzinnovation, ist mein Eindruck vor allem einer: Die Diskussion hat sich fundamental verändert.

Bemerkenswert war dabei weniger die Technologie selbst als die Zusammensetzung der Teilnehmerinnen und Teilnehmer. Neben Gründer:innen und Technologieunternehmen waren Banken, Asset Manager, institutionelle Investoren, Zahlungsdienstleister und Regulatoren präsent. Viele der Gespräche drehten sich nicht mehr um die Frage, ob Blockchain-Technologien künftig eine Rolle spielen werden, sondern darum, wo und wie sie konkret eingesetzt werden können. Die Debatte hat die Nische verlassen und ist in der Mitte des Finanzsystems angekommen.

Genau darin liegt auch die eigentliche Relevanz der Entwicklung. Im Kern geht es längst nicht mehr um Kryptowährungen. Es geht um die Infrastruktur der Finanzwelt von morgen. Diskutiert wurden Themen wie Tokenisierung, Stablecoins, digitale Identitäten, neue Kapitalmarktmodelle und die Frage, wie Finanztransaktionen künftig abgewickelt werden. Viele dieser Entwicklungen stehen noch am Anfang. Dennoch entsteht zunehmend der Eindruck, dass sich hier grundlegende Bausteine einer neuen Finanzarchitektur herausbilden.

Besonders häufig fiel in Paris das Schlagwort Tokenisierung. Die dahinterstehende Idee ist, reale Vermögenswerte digital abzubilden und damit einfacher handelbar, teilbar und zugänglich zu machen. Befürworter sehen darin die Chance auf effizientere Kapitalmärkte und einen leichteren Zugang zu Investitionen. Ob sich diese Vision in vollem Umfang verwirklichen wird, bleibt abzuwarten. Unübersehbar ist jedoch, dass erhebliche Ressourcen und Aufmerksamkeit in diese Richtung fließen.

Für Europa stellt sich dabei eine weit größere Frage als jene nach einzelnen Technologien oder Geschäftsmodellen, nämlich die Wettbewerbsfähigkeit. In den vergangenen Jahren wurde intensiv darüber diskutiert, wie Europa bei künstlicher Intelligenz, Cloud-Infrastruktur oder Halbleitern eine stärkere Rolle einnehmen kann. Weniger Aufmerksamkeit erhält bislang die Frage, wer die Finanzinfrastruktur des digitalen Zeitalters gestaltet.

Dabei sind die Parallelen offensichtlich. Wer die Standards definiert, die Plattformen betreibt und die Infrastruktur kontrolliert, verfügt über einen erheblichen strategischen Vorteil. Wenn Europa digitale Souveränität ernst meint, sollte diese Debatte daher nicht bei KI oder Cloud-Lösungen enden. Sie muss auch den Finanzsektor umfassen.

Die Voraussetzungen dafür wären grundsätzlich vorhanden. Europa verfügt über starke Universitäten, technologisches Know-how, hohe Sparquoten und etablierte Finanzinstitutionen. Gleichzeitig zeigt sich seit Jahren ein wiederkehrendes Muster: Innovationen entstehen häufig in Europa, werden aber anderswo skaliert. Genau deshalb wird es entscheidend sein, Forschung, Unternehmertum, Kapital und Regulierung stärker zusammenzuführen und die Umsetzungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Proof of Talk hat mir vor allem eines vor Augen geführt: Die Diskussion befindet sich an einem anderen Punkt als noch vor wenigen Jahren. Die Frage lautet nicht mehr, ob Blockchain-Technologien jemals relevant werden könnten. Die Frage lautet zunehmend, welche konkreten Anwendungen sich durchsetzen und welche Regionen von dieser Entwicklung profitieren werden.

Ob Blockchain tatsächlich die Finanzwelt grundlegend verändern wird, kann heute niemand mit Sicherheit beantworten. Sicher ist jedoch, dass Banken, Investoren, Unternehmen und Regulatoren diese Möglichkeit mittlerweile ernsthaft diskutieren. Allein das unterscheidet die aktuelle Situation grundlegend von jener vor einigen Jahren.

Gerade deshalb lohnt es sich, die Entwicklungen aufmerksam zu verfolgen. Nicht, weil jede technologische Vision Realität wird. Sondern weil in solchen Phasen oft die Grundlagen jener Infrastrukturen entstehen, die Wirtschaft und Gesellschaft über Jahrzehnte prägen. Die nächste Finanzinfrastruktur wird möglicherweise genau jetzt gebaut. Die entscheidende Frage für Europa lautet daher nicht, ob sie kommt, sondern welche Rolle wir dabei spielen werden.

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