Zusammen mit einem Kryostaten, einem golden schimmernden Kühlgerät, erreichten die ersten drei Quantenprozessoren (QPU) im Frühjahr 2022 das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ). Die Komponenten sind im Quantum Integration Centre (QIC) installiert, werden bereits getestet und nun sukzessive ins Supercomputing eingebunden. „Gegenwärtig laufen jetzt bei uns drei Quantenprozessoren mit jeweils fünf Qubits in einem Kryostaten“, erklärt Prof. Dieter Kranzlmüller, Leiter des LRZ. „Das sind die Vorarbeiten für einen deutschen Quantendemonstrator, für den ein Quantensystem in einen Exascale-Supercomputer integriert wird.“

Zukunft ist und bleibt Programm am LRZ – nicht nur im Bereich Quantencomputing und -Technologien. 2022 war ein so arbeitsreiches wie erfolgreiches Jahr für das Rechenzentrum in Garching: Es feierte im Sommer sein 60. Bestehen, konnte seine internationale Bekanntheit ausbauen, bietet Forschenden neuerdings Zugriff auf den weltweit größten Spezialchip für Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI), wurde als Standort für einen europäischen Quantencomputer auserkoren und beteiligte sich an zahlreichen Forschungsprojekten. „Bei allen positiven Schlagzeilen, die wir in diesem Jahr geschrieben haben – der wichtigste Erfolg ist sicher, dass unsere IT-Dienste weiter zuverlässig und sicher laufen und die Rezertifizierung geklappt hat“, sagt Prof. Helmut Reiser, stellvertretender LRZ-Leiter. Zeit für eine Rückschau auf ein spannendes Jahr 2022, das Studierenden und Forschenden schon bald Zugriff auf innovative Technologien und vor allem viele neue Dienstleistungen und Chancen bringen wird.

• Im Januar 2022 starten die Vorbereitungen für den nächsten LRZ-Supercomputer. Dieser soll – ein Novum in Europa – erstmals im Rahmen einer Innovationspartnerschaft entstehen. In mehreren Entwicklungsphasen konkurrieren Unternehmen dabei mit ihren Konzepten zu technischen Vorgaben und Nutzungsanforderungen. Am LRZ formiert sich ein Team, das Wünsche und Kriterien zusammenträgt und drei Unternehmen zur Teilnahme für die ersten Wettbewerbsrunden einlädt. Bis Sommer entscheiden Hewlett Packard Enterprise (HPE) und Lenovo die erste Runde für sich. Mit ihnen wird das LRZ nun Prototypen entwickeln und optimieren – und bis Ende 2023 festlegen, welches Unternehmen letztlich den Supercomputer aufbauen wird.
• Der zurzeit weltgrößte Chip schimmert ebenfalls golden, ist so groß wie ein Essteller: Im Mai 2022 kauft und bestellt das LRZ ein Cerebras CS-2-System mit HPE Superdome Flex Servern, in dem diese auf Methoden der Künstlichen Intelligenz spezialisierte Wafer Scale Engine Dienst tut. Ausgerüstet mit 850.000 Rechenkernen sowie gleichmäßig verteilten Datenspeichern können darauf Daten blitzschnell transportiert und gespeichert werden, um so neuronale Netze für Aufgaben wie Muster- oder Spracherkennung zu trainieren. Wissenschaftler:innen hoffen, dass KI außerdem beim Simulieren Lücken schließen hilft, die mit konventioneller Technik noch nicht gelöst werden können. Im Spätherbst ist das System, das im Spätsommer geliefert wird, betriebsbereit.
• Gut vorbereitet startet im Juni 2022 der kooperative Hochschulübergreifende IT-Service Informationssicherheit (HITS-IS), an dem das LRZ maßgeblich beteiligt ist und den es mit Dienstleistungen für alle bayerischen Universitäten und Hochschulen vorantreibt. Ziel ist die Verbesserung der IT-Sicherheit, ein koordiniertes und abgestimmtes Vorgehen sowie der Erfahrungsaustausch zwischen IT-Verantwortlichen der Universitäten und Spezialist:innen des LRZ. HITS-IS wird zu neuen, bayernweit einheitlichen Diensten und Plattformen führen.
• Mit dem Sommer kommt 2022 die Zeit des Feierns ans LRZ: Am 14. und 15. Juli 2022 begeht das Rechenzentrum mit vielen Anwenderinnen und Nutzern seinen 60. Geburtstag. Wissenschaftler:innen, Forschende und Studierende diskutieren die Zukunft des Computings und HPC, sie stellen ausgezeichnete Projekte vor, die Rechenkraft forderten und bei denen meist noch neue Tools und Workflows fürs Simulieren oder Visualisieren entstanden. Die Vorträge können online abgerufen werden, auf einer eigenen Website stellt das LRZ Menschen, Zukunftsideen, Lösungen vor.
• Sichere und zuverlässige Dienste: Im September 2022 schafft das LRZ die Rezertifizierung seiner Dienstleistungen. Erstmals wird bei der externen Überprüfung von Prozessen, Dokumentation und Arbeitsweisen in den Disziplinen Informationssicherheit (ISO/IEC 27001) und IT-Service-Management (ISO/IEC 20000) der Forschungsbereich miteinbezogen. Der hohe Aufwand der LRZ-Kolleg:innen lohnt sich – die Prüfenden loben vor allem die gute Kommunikation im Team und den hohen Reifegrad der Managementsysteme. Sie schlagen zudem ein paar Verbesserungen vor.
• Anfang Oktober kürt das Governing Board der European High Performance Computing Joint Undertaking (EuroHPC JU) das LRZ zu einem von sechs Standorten für einen europäischen Quantencomputer. Ziel des Projektes „European Quantum Computing for Exascale-HPC“ (Euro-Q-Exa) ist die Integration von Quantenprozessoren in Supercomputer. Daran arbeitet das LRZ in mehreren von Bayern und Deutschland finanzierten Projekten bereits seit einiger Zeit. Die Juroren überzeugte, dass das LRZ europäischen Wissenschaftler:innen schon bald, voraussichtlich in der zweiten Jahreshälfte 2023, Zugriff auf ein solches System verschaffen kann: Denn mit den ersten drei Quantenprozessoren, die bereits am LRZ laufen (s.o) und mit High Performance-Computing-Systemen gekoppelt werden, ist erstens ein Digital-Analoger Quantencomputer für das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanzierte DAQC-Projekt realisiert. Außerdem ist damit, zweitens, der Grundstein für den nächsten, durch Quantencomputer beschleunigte Supercomputer am LRZ auf Exascal-Niveau, Arbeitsname: Q-Exa, gelegt. Auch dieses System wird europäischen Forschenden zur Verfügung stehen. Geplant ist, die Größe der darin arbeitenden Quantenprozessoren schrittweise auf bis zu 100 Qubits erhöhen.
• Ebenfalls im Oktober feiert das Zentrum für Virtuelle Realität und Visualisierung (V2C) am LRZ seinen 10. Geburtstag – bester Anlass, auf bahnbrechende Arbeiten aufmerksam zu machen, die hier zusammen mit Wissenschaftler:innen und Studierenden entstanden sind: etwa die Bilder der bislang größten interstellaren Turbulenz, zum Blutfluss in Arterien und Venen, die VR-Anwendungen zur Erdgeschichte oder zur Hydrologie in Bayern. Bis Herbst hat das V2C außerdem seine RemoteVIS-Dienste überarbeitet, Forschende können via Cloud nicht nur auf Grafik-Tools zugreifen, sondern auch auf Rechner- und Speicherkapazitäten.
• Im Herbst 2022 startet das europäische Open Websearch.EU-Projekt durch, an dem das LRZ neben weiteren 13 Organisationen, Forschungsinstituten und Rechenzentren aus sieben Ländern beteiligt ist. Bis 2025 soll ein offener Webindex entstehen, der das Suchen von Informationen verbessern und zu neuen Suchdiensten führen soll. Europa erhofft sich dadurch einen Zugewinn an digitaler Souveränität. Das LRZ engagiert sich bei diesem ehrgeizigen Vorhaben mit Erfahrungen im Management von Forschungsdaten, außerdem mit eigenen Tools und Techniken rund um das Speichern und Recherchieren von Informationen.
• Neue Technologien, Dienstleistungen und Forschungsprojekte: Das LRZ wächst und wächst und wächst. Notwendige IT-Spezialist:innen und Forschungsmitarbeitende sucht und findet das LRZ nicht mehr nur vor Ort und in Bayern. Im November 2022 nimmt es erstmals an einer Karrieremesse in Dallas/USA teil, die im Rahmen der internationalen Supercomputing-Konferenz SC22 stattfindet. Solche Bemühungen lohnen sich: Bis Ende des Jahres 2022 sind am LRZ 42 Nationen vertreten, die Vielfalt wächst – und längst hat sich eigens ein Diversity-Team zusammengefunden, die bei den Herausforderungen von Integration, gegenseitiger Anerkennung, Toleranz unterstützt und das Anderssein fördert.

(vs)