Angeklickt: Ein Quantencomputer in Jülich

Aktuelle Stunde 21.01.2022 03:52 Min. UT Verfügbar bis 21.01.2023 WDR


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Ein Besuch bei Europas schnellstem Quantencomputer – in Jülich

Im Forschungszentrum Jülich steht der leistungsfähigste und schnellste Quantencomputer Europas. Er kann komplexe Rechenaufgaben in kürzester Zeit lösen – und hebt die Forschung auf ein neues Level. WDR-Digitalexperte Jörg Schieb hat sich den Quantencomputer angeschaut.

Einer der schnellsten Quantencomputer der Welt steht jetzt im Forschungszentrum Jülich. "Als ich davon erfahren habe, gab es für mich nur einen Impuls: Den musst du dir anschauen“.

Jörg Schieb besichtigt den Quantencomputer in Jülich

Jörg Schieb (rechts)

Denn so ein Quantencomputer ist ein wahres Wunderwerk der Ingenieurskunst. Technisch extrem aufwändig, so etwas aufzubauen und zu realisieren: Das Innenleben muss auf den absoluten Nullpunkt (-273 Grad Celsius) heruntergekühlt werden. Anders als bei anderen Computern aber nicht deswegen, weil sich die Anlage beim Rechnen erhitzt, sondern, weil die Atome im Inneren des Kerns zum Stillstand kommen müssen. Denn es sind die Atome, die beim Rechnen helfen.

Sensibel: Erschütterungsfreier Untergrund erforderlich

In Jülich haben sie ein eigenes Gebäude dafür gebaut. Denn das Fundament muss solide sein: Jede noch so geringe Erschütterung führt unweigerlich zu Rechenfehlern. Deshalb muss die millionenteure Anlage auf erschütterungsfreiem Grund stehen. Doch wenn man im Raum, in dem die Anlage steht, ist, hört man nur ein dröhnendes Rauschen – viel mehr nicht. Weniger laut als ein übliches Rechenzentrum – und nichts deutet darauf hin, dass diese Maschine millionenfach schneller rechnet als andere Computer.

Quantencomputer in Jülich

Quantencomputer in Jülich

Die Physikerin Kristel Michielsen hat mir die Anlage gezeigt. Sie leitet das Projekt und ist sichtlich stolz auf die Neuanschaffung. Als ich sie frage, ob der "Juniq" – so heißt die Anlage in Jülich – mich in "Tic Tac Toe" schlagen kann, lacht sie nur laut und sagt: "Diese Maschine spielt kein Tic Tac Toe". Nicht nur, weil der Quantencomputer in Jülich dafür viel zu teuer ist, sondern auch, weil die Maschine für ganz andere Aufgaben entwickelt wurde.

Schnellster Quantencomputer in Europa

Es gibt bislang nur zwei Anlagen dieser Art vom kanadischen Hersteller D-Wave. Der Quantencomputer in Jülich ist einer der schnellsten seiner Art. Er kann vor allem Optimierungsaufgaben lösen: Fahrpläne der Bahn optimieren, ökonomische Prozesse durchspielen, Klimamodelle kalkulieren oder die Wirkung pharmazeutischer Wirkstoffe simulieren. Und das so schnell, dass jeder Supercomputer alt aussieht.

Denn Quantencomputer arbeiten völlig anders als herkömmliche Computer, wie wir sie bislang kennen. Sie sind dabei so extrem schnell, weil sie Tausende Aufgaben gleichzeitig bearbeiten können. Wenn sich zum Beispiel 100 Lösungen für ein Problem anbieten, kann ein Quantencomputer sie alle gleichzeitig durchspielen und findet so viel schneller die beste Lösung.Quantencomputer heben die Möglichkeiten, etwa bei der Künstlichen Intelligenz (KI), auf ein völlig neues Level.

In Jülich hat er nun seine Arbeit aufgenommen und wird für Forschungszwecke, aber auch für andere Aufgaben eingesetzt. Wer mit Juniq Probleme beackern möchte, muss erst mal einen Antrag stellen: Eine Kommission entscheidet, ob die Maschine dafür hergegeben wird – und ob es überhaupt eine Aufgabe ist, für die Juniq geeignet ist.

"Juniq" erwartet eine spezielle Programmierung

Wer selbst über Programmierkenntnisse verfügt, etwa Basic, Pascal, C++ oder PHP beherrscht, darf sich keine Hoffnung darauf machen, von Juniq verstanden zu werden. So ein Quantencomputer wird aufgrund seiner Beschaffenheit völlig anders programmiert. Probleme müssen in mathematische Aufgaben runtergebrochen werden. Es ist eine völlig andere Herangehensweise erforderlich. Aber wer das beherrscht, wie das Team in Jülich, darf mit deutlich schnelleren Ergebnissen rechnen.

So ein Quantencomputer stellt potenziell aber durchaus auch eine Bedrohung dar. Beispiel: Verschlüsselung wie wir sie heute kennen, um unsere Chats, Dokumente oder Kommunikation abzusichern, ließe sich in einem Quantencomputer knacken. Da, wo Supercomputer Monate bräuchten, hätte ein Quantencomputer in Sekunden das Ergebnis. Neue Möglichkeiten bedeuten auch neue Herausforderungen. Verschlüsselung muss in Zukunft zum Beispiel anders aussehen, wenn sie wirklich sicher sein soll.

All das macht eins klar: In Jülich ist ein neues Zeitalter angebrochen – und es ist gut, dass wir in Deutschland Erfahrungen und Erkenntnisse sammeln können.

Über den Autor

Jörg Schieb, WDR-Digitalexperte.

Jörg Schieb, Jahrgang 1964, ist WDR-Digitalexperte und Autor von 130 Fachbüchern und Ratgebern. Er beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der Digitalisierung und deren Auswirkungen auf unseren Alltag.

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