Fortgeschrittenes Rechnen

Heutzutage werden die meisten von Ihnen wissen, was ein Gigabyte ist – es ist ein Maß für die Datenspeicherung, von denen eines ausreicht, um 20 Musikalben oder 542 Kopien von Krieg und Frieden aufzunehmen.

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 kann mit 250 bis 400 Gigaflops betrieben werden – genug, um im Internet zu surfen, Bürosoftware zu betreiben, Spiele zu spielen und Fotobearbeitungssoftware auszuführen.

Laptops sind jedoch nicht die leistungsstärksten Computer überhaupt. 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 ausführen, was der kombinierten Rechenleistung aller Mobiltelefone in der EU entspricht. 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 wären, würde es einen Turm von über 23 Kilometern Höhe ergeben.

HPC-Systeme und was sie tun, sind bereits von zentraler Bedeutung für unser Leben. Sie führen komplexe Aufgaben aus, 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 Raum- und Stadtplanung 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 klimabezogene Veränderungen besser simulieren und vorhersagen und Entscheidungsträgern helfen wird, 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 abzustimmen.

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

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 im Wettbewerb zu stehen. Aus diesem Grund hat die EU das Gemeinsame Unternehmen für europäisches Hochleistungsrechnen (EuroHPC JU) gegründet. Dieses Gremium bringt Ressourcen der EU, der teilnehmenden Länder und privater Partner zusammen, um die Position Europas als führende HPC-Kraft zu stärken und europäischen Forschern, der Industrie und kleineren Unternehmen eine solche Ressource 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 Industrieakteure im Quantenbereich zusammenbringen.

Zwei wesentliche Technologien für die Zukunft des Computers und andere Bereiche sind Photonik und Elektronik.

Photonik und Elektronik sind das, was Ihr Telefon zum Laufen bringt, Ihre Internetverbindung schnell hält und sicher transportiert. 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 eine Vorreiterrolle einnimmt. 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 mit der Europäischen Technologieplattform Photonik21 an der Entwicklung eines gemeinsamen Konzepts für die Photonik. Durch die Zusammenarbeit in Industrie, Wissenschaft und Politik kann Europa Innovationen beschleunigen, die Fertigung ankurbeln und führend in der Photonik werden.

Da die KET komplexer werden, fällt es der Industrie und kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) schwerer, das Innovationspotenzial, das sie mit sich bringen, 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 die europäischen Strukturinvestitionsfonds, um Industrie und KMU zu unterstützen, die von Schlüsseltechnologien profitieren.