Das Jülich Supercomputing Centre (JSC) stellt Wissenschaftleri:nnen am Forschungszentrum Jülich, an Universitäten und Forschungseinrichtungen in Deutschland und in Europa sowie der Industrie Rechenkapazität der höchsten Leistungsklasse zur Verfügung und unterstützt sie bei ihren Forschungsvorhaben. Es reagiert dabei kurzfristig auf neue Nutzeranforderungen wie den Einsatz von Cloud-Diensten oder Künstlicher Intelligenz (KI), interaktives Supercomputing oder dem Quantencomputing.
Quantencomputing und Quantenannealing gelten als Rechenmethoden der Zukunft, wenn es darum geht, extrem komplexe Probleme zu lösen. Bis die Technologien ausgereift sind, ist es noch ein weiter Weg, aber erste experimentelle Systeme, Prototypen und kommerzielle Geräte können schon heute genutzt werden. Die JUelicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing (JUNIQ) verschafft deutschen und europäischen Nutzer:innen den Zugang zu verschiedenen dieser Quanten-Maschinen. Somit ermöglicht JUNIQ Wissenschaft und Industrie einen frühzeitigen Einstieg in die Praxis des Quantencomputing. JUNIQ unterstützt Nutzer:innen zudem bei der Entwicklung von Algorithmen und Anwendungen fürs Quantencomputing.
Zu JUNIQ gehört seit Anfang 2022 ein Quantenannealer des Unternehmens D-Wave mit mehr als 5000 Qubits. Er befindet sich im eigens errichteten JUNIQ-Gebäude. Weitere Systeme stehen in Jülich, andere befinden sich in Partnereinrichtungen.
Das Jülich Supercomputing Centre (JSC) am Forschungszentrum Jülich und das Siegener Start-up eleQtron bauen gemeinsam einen weltweit einzigartigen modularen Superrechner, der aus einem Quantenmodul und einem klassischen digitalen Modul besteht. eleQtron entwickelt dafür einen Ionenfallen-Quantencomputer, dessen Qubits mit Hilfe einer revolutionären Mikrowellen-Steuerung rechnen, welche an der Universität Siegen erfunden wurde. Der Quantencomputer mit bis zu 30 Ionenfallen-Qubits soll in die Jülicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing JUNIQ integriert wird. Anschließend steht das System dann Anwender:innen zur Verfügung – im hybriden High-Performance- und Quantencomputing (HPC-QC) Modus.
Seit Einführung der Top500-Liste der schnellsten Supercomputer der Welt gehören die am JSC betriebenen Systeme immer wieder zu den 20 schnellsten dieser Liste. Aktuell steht neben dem JURECA-System mit JUWELS ein System zur Verfügung, das zusammen mit einem GPU-basierten Booster-Modul eine Rechenleistung von 85 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde (85 Petaflops) bereitstellt.
Eine wachsende Rolle beim Betrieb von Hoch- und Höchstleistungsrechnern spielt die Energieeffizienz (Flops pro Watt). Mit dem JUWELS-Booster steht in Jülich eines der energieeffizientesten Systeme der Welt zur Verfügung. Es wird für ein großes Anwendungsspektrum eingesetzt, angefangen von Grundlagenforschung über Klima- und Materialforschung bis hin zu Lebens- und Ingenieurswissenschaften.
Das Forschungszentrum Jülich – Partner im deutschen Gauss Centre for Supercomputing – wurde als Standort des ersten europäischen Exascale-Rechners ausgewählt. 2024 wird mit JUPITER das erste System in Europa installiert, das die Schwelle von 1 Trillionen Rechenoperationen pro Sekunde – einer „1“ mit 18 Nullen – überschreitet. Im JSC befindet es sich dann in einer Umgebung mit Quantencomputern und neuromorphen Rechnern. JUPITER wird einem breiten Kreis von europäischen Nutzern aus Wissenschaft, Industrie und öffentlichem Sektor zur Verfügung stehen. Der deutsche Anteil wird zur nationalen Supercomputer-Infrastruktur gehören, die das Gauss Centre for Supercomputing bereitstellt. Die europäischen Supercomputing-Initiative EuroHPC JU (European High Performance Computing Joint Undertaking) und deutsche Regierungsstellen finanzieren den Exascale-Rechner mit einem Gesamtbudget von 500 Millionen Euro zu gleichen Teilen. JUPITER wird dazu beitragen, drängende wissenschaftliche Fragen zu lösen, etwa zum Klimawandel und zur nachhaltigen Energieerzeugung, sowie den intensiven Einsatz von Künstlicher Intelligenz ermöglichen.
