Fortgeschrittenes Rechnen

Heutzutage werden die meisten von euch wissen, was ein Gigabyte ist – es ist ein Maß für die Datenspeicherung, von denen eines ausreicht, um 20 Alben mit Musik oder 542 Kopien von Krieg und Frieden zu speichern.

Wissen Sie, was ein Gigaflops ist? Das ist etwas komplizierter. Ein Gigaflops ist ein Maß für die Computerleistung. FLOPS (oder Flops) sind Floating-Point-Operationen pro Sekunde, und ein Gigaflops ist etwa eine Milliarde Floating-Operationen pro Sekunde. Der durchschnittliche Laptop-Computer kann mit 250 bis 400 Gigaflops betrieben werden – genug, um im Internet zu surfen, Bürosoftware auszuführen, Spiele zu spielen und Fotobearbeitungssoftware auszuführen.

Laptops sind jedoch nicht die leistungsstärksten Computer. Diese Ehre gehört Maschinen in der Kategorie High Performance Computing, kurz HPC. HPC-Systeme werden nicht in Gigaflops, sondern in Petaflops gemessen: Eine Million Milliarden Operationen pro Sekunde. Bald werden sie in Exaflops gemessen, die eine Milliarde Milliarden Operationen pro Sekunde durchführen – das entspricht der kombinierten Rechenleistung aller Mobiltelefone in der EU. Ein Beispiel für HPC ist heute der von der EU kofinanzierte LUMI-Supercomputer in Finnland, der einen Spitzenwert von 550 Petaflops erreichen kann. Dies entspricht der kombinierten Leistung von 1,5 Millionen Laptops. Wenn diese Laptops übereinander gestapelt würden, würde dies einen über 23 Kilometer hohen Turm ergeben.

HPC-Systeme und was sie tun, sind bereits zentral für unser Leben. Sie erfüllen komplexe Aufgaben, bei denen große Datenmengen analysiert werden müssen, und ermöglichen es uns, Modelle zu erstellen, um komplexe Herausforderungen zu untersuchen und besser zu verstehen, wie die Simulation von Medikamentenmolekülen für Medikamente, die ländliche und städtische Planung und die Entwicklung neuer Materialien, Autos und Flugzeuge.

In naher Zukunft werden spannende neue EU-Projekte mit HPC-Systemen online gehen, um einen digitalen Zwilling der Erde zu schaffen, der Umwelt- und Klimaveränderungen besser simulieren und vorhersagen und Entscheidungsträgern helfen wird, die Auswirkungen besser zu planen und zu bewältigen. Es gibt auch Pläne für einen digitalen Zwilling eines Menschen, der es uns theoretisch ermöglicht, medizinische Behandlungen auf jeden Einzelnen zuzuschneiden.

Die EU plant, Projekte zu finanzieren, die Quantenmechanik und Computing mit diesen HPC-Systemen kombinieren. Dies ermöglicht noch komplexere Simulationen in Bereichen wie Wirkstoffentdeckung, sichere und verschlüsselte Kommunikation und ultrapräzise Uhren.

HPC-Systeme sind beeindruckend, aber sie sind komplex und teuer. Kein europäisches Land kann es alleine schaffen und erwarten, bei der Entwicklung von HPC-Systemen weltweit wettbewerbsfähig zu sein. Aus diesem Grund hat die EU das Gemeinsame Unternehmen für europäisches Hochleistungsrechnen (EuroHPC JU) gegründet. Dieses Gremium bringt Ressourcen aus der EU, den teilnehmenden Ländern und privaten Partnern zusammen, um Europas Position als führende HPC-Macht zu stärken und eine solche Ressource europäischen Forschern, der Industrie und kleineren Unternehmen zur Verfügung zu stellen.

Die EU plant, bis 2033 weitere 7 Mrd. EUR in HPC-Systeme zu investieren. Um die EU dabei zu unterstützen, weltweit führend im Bereich Quanteninformatik und -technologien zu werden, trägt sie zur Finanzierung von Projekten bei, die Forscher und Akteure der Quantenindustrie zusammenbringen.

Zwei wesentliche Technologien für die Zukunft des Rechnens und anderer Bereiche sind Photonik und Elektronik.

Photonik und Elektronik sorgen dafür, dass Ihr Telefon funktioniert, Ihre Internetverbindung schnell bleibt und der Transport sicher ist. Und sie bieten Lösungen in den Bereichen Gesundheitswesen, Energie und Klimawandel.

Die EU hat eine Strategie entwickelt, um sicherzustellen, dass Europa bei der Entwicklung und Herstellung von Photonik und Elektronik an vorderster Front steht. Die Führungsrolle Europas bei Schlüsseltechnologien (KET) wird der Wirtschaft in der digitalen Dekade enorme Vorteile bringen, einschließlich einer Steigerung der Produktivität, des Wachstums und der Beschäftigung.

Insbesondere arbeitet die Kommission an der Entwicklung eines gemeinsamen Konzepts für die Photonik mit der Europäischen Technologieplattform Photonics21. Durch die Zusammenarbeit in Industrie, Wissenschaft und Politik kann Europa Innovationen beschleunigen, die Fertigung ankurbeln und führend in der Photonik werden.

Da die KET immer komplexer werden, fällt es der Industrie und kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) schwerer, ihr Innovationspotenzial voll auszuschöpfen. Um dieses Potenzial nutzen zu können, benötigen Industrie und KMU Zugang zu diesen Technologien und Unterstützung bei der Entwicklung und Erprobung von Innovationen, bevor sie auf den Markt kommen.

Die neue Industriestrategie nutzt die Unterstützung aus den Programmen „Horizont Europa“ und „Digitales Europa“ sowie aus den europäischen Strukturinvestitionsfonds, um die Industrie und KMU dabei zu unterstützen, von KET zu profitieren.