Ob Klimawandel, Materialwissenschaften oder Hirnforschung – viele wissenschaftliche Durchbrüche gelingen heute mithilfe leistungsstarker Computersimulationen. Dabei verarbeiten Supercomputer wie die Systeme am Jülich Supercomputing Centre (JSC) enorme Datenmengen in kürzester Zeit. Über 200 Forschungsgruppen aus Wissenschaft und Industrie nutzen jedes Jahr die Rechenressourcen in Jülich, um komplexe Fragestellungen zu untersuchen.
Wirklichkeit im Rechner nachbilden
Die Grundlage für diese Arbeiten bilden Modellierung und Simulation:
- Bei der Modellierung werden reale Systeme – etwa das Gehirn, das Wetter oder neuartige Materialien – mathematisch beschrieben. Diese Modelle bilden das bekannte Verhalten eines Systems digital ab.
- In der Simulation werden diese Modelle rechnerisch „durchgespielt“, um zu analysieren, wie sich ein System unter verschiedenen Bedingungen entwickeln könnte.
Supercomputer berechnen dabei Millionen Szenarien und liefern so präzise Einblicke in Prozesse, die sich nicht direkt beobachten lassen.
Anwendungsfelder von Supercomputern in der aktuellen Forschung
Supercomputer kommen in zahlreichen Disziplinen zum Einsatz – insbesondere dort, wo hochkomplexe, datenintensive Prozesse analysiert werden müssen.
- Gehirnforschung: Sie helfen, die Abläufe im menschlichen Gehirn besser zu verstehen – zum Beispiel, wie Nervenzellen Signale verarbeiten und weiterleiten.
- Wetter und Klima: Sie berechnen, wie sich das Wetter in den nächsten Tagen entwickelt – oder wie der Klimawandel langfristig verschiedene Regionen beeinflusst.
- Quantencomputersimulation: Sie simulieren neue Arten von Computern, die selbst noch in der Entwicklung sind – so kann man verstehen, wie diese Quantencomputer einmal funktionieren könnten.
- Künstliche Intelligenz: Sie trainieren große Sprachmodelle, also Programme, die Texte verstehen und selbst erzeugen können.
Rechenzeit für exzellente Forschung
Rechenzeit auf den Jülicher Superrechnern ist kostbar und stark nachgefragt. Der Zugang erfolgt über das Gauss Centre for Supercomputing (GCS). Das GCS ist der Zusammenschluss der nationalen Höchstleistungsrechenzentren in Deutschland, dem die drei Rechenzentren des Forschungszentrums Jülich (JSC), der Bayerischen Akademie der Wissenschaften (LRZ) und der Universität Stuttgart (HLRS) angehören. Forschende aus ganz Europa haben zudem die Möglichkeit, den Jülicher Spitzenrechner JUWELS über den europäischen Supercomputing-Verbund PRACE für ihre Projekte einzusetzen.
Wer darf an den Jülicher Superrechnern forschen?
Entscheidend für die Bewilligung ist die Begutachtung durch eine unabhängige Einrichtung, die durch das John von Neumann-Institut für Computing durchgeführt wird. Die Beurteilung orientiert sich an den Exzellenzkriterien der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Den Zuschlag erhalten die wissenschaftlich spannendsten und aussichtsreichsten Projekte. >> Rechenzeit beantragen (JSC-Website, auf Englisch)
Supercomputer effektiv nutzen: Fachliche Beratung für Forschende
Annähernd 200 Expert:innen arbeiten im JSC als Ansprechpartner:innen zu verschiedensten Themen, die Fachwissenschaftler:innen in allen Aspekten rund um das Supercomputing und die Simulationswissenschaften unterstützen. Expert:innen-Teams des JSC beraten wissenschaftliche Anwender bei der Optimierung ihrer Programme, und helfen bei speziellen Fragestellungen, etwa zur Visualisierung oder zur Anwendung von Deep-Learning-Methoden.
Darüber hinaus betreibt das JSC verschiedene Simulation and Data Laboratories, die wissenschaftlichen Anwender:innen bei fachspezifischen Fragen zur Seite stehen. In diesen „SimLabs“ arbeiten interdisziplinäre Teams aus den jeweiligen wissenschaftlichen Disziplinen. Die Forschenden zeichnet aus, dass sie über ihren fachspezifischen Hintergrund hinaus über eine ausgeprägte technische und methodische Expertise verfügen. Einerseits unterstützen diese Gruppen im Verbund mit angewandten Informatikern ihre Kolleginnen und Kollegen bei der Nutzung der Jülicher Superrechner auf vielfältige Weise, betreiben jedoch andererseits auch eigene Forschung.
Simulation and Data Laboratories
Simulationsrechnungen und Datenanalysen auf Höchstleistungsrechnern bringen vielfältige Herausforderungen mit sich. Zur Unterstützung bei fachspezifischen Fragen hat das Jülich Supercomputing Centre (JSC) die Simulation and Data Laboratories eingerichtet, die wissenschaftliche Anwender:innen individuell zu ihren Projekten beraten. In einem „SimLab” arbeiten Wissenschaftler:innen einer Fachrichtung, die zusätzlich zu ihrem fachspezifischen Hintergrund eine ausgeprägte Expertise im High-Performance Computing besitzen.
Aktuell existieren Simulation and Data Laboratories (SDL) zu folgenden Themen:
Letzte Änderung: 14.07.2025