Das Jülich Supercomputing Centre (JSC) übernimmt den D-Wave Annealing Quantencomputer dauerhaft in seine Quantencomputing-Infrastruktur. Nachdem das System drei Jahre lang erfolgreich gehostet und genutzt wurde, bleibt es ein zentraler Bestandteil der Quantencomputing-Strategie am Forschungszentrum Jülich. Verbunden mit JUPITER, Europas erstem Exascale-Rechner, soll das System in Zukunft Durchbrüche im Bereich künstlicher Intelligenz (KI) und Quantenoptimierung ermöglichen.

D-Wave annealing Quantencomputer im JUNIQ-Gebäude am Forschungszentrum Jülich

Copyright: Forschungszentrum Jülich / Sascha Kreklau

Mit dem Kauf des weltweit größten und Europas ersten Annealing Quantencomputers mit mehr als 5.000 Qubits und 15-Wege-Konnektivität, erhält JUNIQ, die JUelicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing, uneingeschränkten Zugriff auf das System. Forschende können nun Systemparameter anpassen und neue Nutzungskonzepte entwickeln. Zukünftig wird das System außerdem an JUPITER angebunden, der in der Nähe von JUNIQ aufgebaut wird und erstmals die Marke von einer Trillion Rechenoperationen pro Sekunde durchbrechen soll. Damit wird weltweit erstmals ein Annealing Quantencomputer mit einem Exascale-Rechner gekoppelt – gemeinsam versprechen sie eine neue Dimension der Rechenleistung für hochkomplexe Probleme.

Das Quantensystem wird auf D-Waves nächste Generation Advantage2 Quantenprozessor aufgerüstet, sobald diese zur Verfügung steht. Die erwarteten Vorteile sind doppelte Kohärenz, höhere Konnektivität und eine um 40 Prozent gesteigerte Energieskala – die mit erheblichen Leistungssteigerungen für Quantenberechnungen einhergehen.

Seit Beginn der Kooperation haben JUNIQ-Nutzende bereits wegweisende Forschungsergebnisse erzielt:

• 2022 untersuchten Forschende der Universität Lund in Schweden gemeinsam mit JSC Wissenschaftler Dr. Sandipan Mohanty die Faltung eines Proteins auf dem D-Wave Annealing Quantencomputer. Ein tieferes Verständnis dieser Art von Problemen könnte helfen, Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson besser zu erforschen. Die Studie erschien als »Editor’s Selection« in Physical Review Research.
• 2024 bewiesen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Jülich und Slowenien, dass Annealing Quantencomputer mikroskopische Elektronenwechselwirkungen in Materialien abbilden können – ein Durchbruch, veröffentlicht in Nature Communications.
• Erst kürzlich gelang es einem Team von Wissenschaftlern des JSC, der University of Leeds und dem Institute of Science and Technology Austria, neue Erkenntnisse zu quantenphysikalischen Prozessen bei der Entstehung des Universums zu gewinnen. Für ihre Berechnungen kombinierten die Forschenden das D-Wave-System mit einem Supercomputer. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Physics veröffentlicht.

»Das D-Wave Advantage System hat eine Pionierrolle in der Entwicklung der Quantenoptimierung gespielt – sowohl in der Forschung als auch in der Entwicklung zahlreicher industrieller Anwendungen«, erklärt Prof. Thomas Lippert, Direktor des JSC. »D-Wave ist derzeit der einzige Anbieter, der mit Quantencomputing reale Probleme löst. Wir freuen uns sehr, als erstes europäisches HPC-Zentrum diesen innovativen Quantencomputer einsetzen zu können.«

Prof. Kristel Michielsen, Leiterin der Jülicher Quantencomputer-Infrastruktur JUNIQ, ergänzt: »D-Waves Technologie, die Integration in JUNIQ und die künftige Anbindung an JUPITER setzen neue Maßstäbe für das Quantencomputing in Deutschland und Europa. Unsere Expertinnen und Experten sind mit dem Hosting des Systems vertraut und JUNIQ-Nutzerinnen und Nutzer haben bereits bemerkenswerte Ergebnisse damit erzielt. Wir erhoffen uns von der Kopplung mit der neuen Generation der Exascale-Rechner, dass sie uns in die Lage versetzt, wissenschaftliche Fragen auf völlig neue Weise zu betrachten und reale Probleme zu lösen.«

Dr. Alan Baratz, CEO von D-Wave, betont: »Die Kombination aus JSCs herausragender HPC-Expertise und unserer Annealing-Quantencomputing-Technologie schafft enorme Synergien. Wir sind gespannt auf die Innovationen, die daraus hervorgehen.«

Über das Jülich Supercomputing Centre am Forschungszentrum Jülich

Das JSC am Forschungszentrum Jülich stellt Forschenden in Deutschland und Europa Rechenzeit auf Supercomputern der höchsten Leistungsklasse zur Verfügung und betreibt JUNIQ, eine europäische Infrastruktur für Quantencomputer. JUNIQ bietet Wissenschaft und Industrie Zugang zu hochmodernen Quantencomputern und unterstützt die frühzeitige Erforschung und Anwendung von Quantencomputertechnologien. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am JSC vereinen herausragende Kompetenzen in den Bereichen Hochleistungsrechnen, Quantencomputing und künstliche Intelligenz, entwickeln zuverlässige, transparente KI-Werkzeuge und grundlegende Modelle und sind gefragte Experten in Wissenschaft und Industrie. Das JSC ist eingebettet in das Forschungszentrum Jülich in der Helmholtz-Gemeinschaft, das mit 7.450 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern interdisziplinär für eine digitalisierte Gesellschaft, ein klimafreundliches Energiesystem und nachhaltiges Wirtschaften forscht. Die Forschung in den Natur-, Lebens- und Technikwissenschaften konzentriert sich auf die Bereiche Information, Energie und Bioökonomie.

Über D-Wave Quantum Inc.

D-Wave ist führend in der Entwicklung und Bereitstellung von Quantencomputersystemen, -software und -diensten. Wir sind der weltweit erste kommerzielle Anbieter von Quantencomputern und das einzige Unternehmen, das sowohl Annealing- als auch Gate-Modell-Quantencomputer herstellt. Unsere Mission ist es, Kunden dabei zu helfen, den Wert von Quanten zu erkennen, und zwar heute. Unsere mehr als 5.000 Qubit Advantage-Quantencomputer, die größten der Welt, sind vor Ort oder über die Cloud zugänglich und bieten eine Verfügbarkeit und Betriebszeit von 99,9 %. Mehr als 100 Organisationen vertrauen D-Wave ihre schwierigsten Rechenherausforderungen an. Mit mehr als 200 Millionen Problemstellungen, die bisher an unsere Advantage- und Advantage2-Systeme übermittelt wurden, wenden unsere Kunden unsere Technologie auf Anwendungsfälle an, die Optimierung, künstliche Intelligenz, Forschung und vieles mehr umfassen. Erfahren Sie mehr darüber, wie Sie den Wert von Quantencomputing heute nutzen können und wie wir die quantenbasierten industriellen und gesellschaftlichen Fortschritte von morgen gestalten: www.dwavequantum.com.