Das Rechnen mit Computern neu erfinden: Dieser Vision folgen Jülicher Wissenschaftler:innen. Sie entwickeln Superrechner, die zu den leistungsstärksten der Welt gehören, leisten Pionierarbeit auf dem Gebiet der Künstlichen Intelligenz und der Erforschung von Quantenrechnern – und nehmen sich das menschliche Gehirn zum Vorbild.

Die Digitalisierung nimmt in allen Lebensbereichen zu. Damit wächst auch die Menge an Daten, die ausgewertet werden müssen. Weil herkömmliche Computer dabei an ihre Grenzen stoßen, setzen Jülicher Wissenschaftler:innen auf Supercomputer. An unserem Forschungszentrum gibt es gleich mehrere Rechner, die zu den leistungsfähigsten der Welt gehören. Mit JUPITER wird Jülich zum Standort des ersten europäischen Supercomputers der sogenannten Exascale-Klasse. Er ist so stark wie eine Million moderne Smartphones.

Seit Jahren entwickeln wir mit Partnern immer leistungsstärkere Rechner. Speziell die Installation JUWELS Booster im Jahr 2020 – einer der schnellsten Supercomputer Europas – erwies sich als bahnbrechend für die Nutzung von KI-Modellen. Mit JUPITER bekommen wir den vielleicht stärksten KI-Supercomputer der Welt.

Mit diesen Höchstleistungsrechnern lassen sich rasant wachsende Datenmengen auswerten und Simulationen so detailliert berechnen wie nie zuvor – sei es zu Klimaforschung, Strömungsmechanik oder Molekulardynamik. Eine wichtige Rolle kommt dabei der Künstlichen Intelligenz (KI) zu. Wir nutzen selbstlernende Algorithmen, um aus unseren Forschungsdaten noch schlauer zu werden. Und wir haben die Rechenkapazitäten, um KI-Modelle selbst zu entwickeln und zu trainieren. So wollen wir in Europa eine offene, transparente und zuverlässige Basis für KI schaffen, als Alternative zu bestehenden kommerziellen Angeboten.

Supercomputing

Moderne Wissenschaft? Ohne Supercomputer nicht denkbar! Wir sind einer der führenden europäischen Standorte für das Hochleistungsrechnen – und entwickeln Supercomputer der nächsten Generation.

Quantentechnologien

Quantencomputer verändern das Rechnen auf faszinierende Weise. In Jülich testen wir unterschiedliche Systeme und Prototypen, die Anwender:innen aus ganz Europa für ihre Entwicklungsarbeit nutzen können.

Neuromorphes Computing

Computer nach dem Vorbild des Gehirns haben das Potential, wesentlich energieeffizienter als konventionelle Rechner zu arbeiten. Wir entwickeln Bauteile für solche neuromorphen Systeme.

Künstliche Intelligenz

KI revolutioniert schon heute viele Lebensbereiche. Mit unserer Infrastruktur und fachlicher Expertise machen wir die Technologie fit, um ihre Potenziale in Zukunft voll und sicher auszuschöpfen.

Neurowissenschaften

Erkrankungen des Gehirns erfolgreicher diagnostizieren und behandeln können – das ist eines der großen Ziele der Neurowissenschaften. Wir arbeiten daran, das Denkorgan besser zu verstehen als jemals zuvor.

Human Brain Project

Das Human Brain Project hat Neurowissenschaften und Computing auf einmalige Weise miteinander verknüpft. Das Ergebnis: Ganz neue Erkenntnisse und innovative Infrastrukturen für die künftige Forschung.

Quantencomputer als Meister der Gleichzeitigkeit

Unser zweiter Fokus gilt den Quantencomputern. Das sind Rechner, die selbst die leistungsstärksten Supercomputer bei bestimmten Aufgaben eines Tages alt aussehen lassen könnten. Denn: Sie sind die Meister der Gleichzeitigkeit. Den besten Wirkstoff für ein Medikament werden sie – anders als herkömmliche Computer – nicht suchen, indem sie alle Möglichkeiten nacheinander ausprobieren, sondern alle gleichzeitig. Eine große Chance für Wissenschaft und Wirtschaft! Doch bis es so weit ist, bedarf es noch viel Entwicklungsarbeit.

In Jülich entwickeln und erproben wir Prototypen von Quantencomputern, die auf unterschiedlichen Ansätzen beruhen. Unter anderem bauen wir im Verbundprojekt QSolid einen Quantencomputer, der komplett auf Spitzentechnologie aus Deutschland beruht. Einmalig ist JUNIQ, die erste europäische Quantencomputer-Infrastruktur. Mit ihr geben wir Wissenschaft und Industrie über eine Cloud-Plattform Zugang zu verschiedenen Quantensystemen – und helfen so, die Entwicklung der Rechner von morgen voranzutreiben.

Ein ziemlich beeindruckender „Rechner“ ist auch das Gehirn. Technikbasierten Computern hat es vor allem in einem Punkt einiges voraus: der Energieeffizienz. Das menschliche Denkorgan verbraucht nicht mehr Energie als eine Glühbirne und leistet trotzdem Erstaunliches. In Jülich erforschen wir Computerchips nach dem Vorbild dieses biologischen Informationssystems – wir sprechen vom neuromorphen Computing. Damit Computer einmal so nachhaltig rechnen wie das Gehirn, arbeitet die Informationstechnologie eng mit den Neurowissenschaften zusammen.

Umgekehrt eröffnen Simulationen auf leistungsstarken Supercomputern ganz neue Möglichkeiten, um die Funktionsweise des Denkorgans zu verstehen. Die Plattform EBRAINS stellt im Projekt entstandene Werkzeuge und Datensätze frei zur Verfügung – und ist eine einzigartige digitale Bibliothek des Gehirns. Im Human Brain Project haben Forscher:innen aus aller Welt zehn Jahre lang die Geheimnisse des Gehirns entschlüsselt. Unser Forschungszentrum war daran federführend beteiligt. Die Erkenntnisse helfen dabei, neurologische Erkrankungen gezielter zu behandeln. Oder Innovationen wie Implantate zu entwickeln, die Blindheit und Lähmungen überwinden sollen.

Supercomputer verändern Industrie und Arbeitswelt. Wie uns die Rechner in Zukunft beim Leben und Arbeiten unterstützen können, zeigt dieses Video.

Mehr zur Forschung in Jülich

Woran wir forschen

Als eines der größten interdisziplinären Forschungszentren Europas arbeiten wir in den gesellschaftlich relevanten Bereichen Energie, Bioökonomie und Information. Unser Ziel: praxisnahe Lösungen zu finden.

Output & Impact

Das Forschungszentrum Jülich ist eine Erkenntnisfabrik. Mit unserer Arbeit verschieben wir die Grenzen des Wissens und schaffen so die Basis für neue Anwendungen. Wissen, das wir zur Verfügung stellen, schafft Wirkung - auf vielfältige Weise.

Forschungsinfrastruktur

Supercomputer, die zu den schnellsten der Welt gehören, Elektronenmikroskope, die Atome sichtbar machen, Kernspintomografen, die Gedanken enthüllen: Die Jülicher Forschungsinfrastruktur sucht in Europa ihresgleichen.

_{Copyright Headerimage: Forschungszentrum Jülich}