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Gemeinsam mit dem Institut für Straßen- und Verkehrswesen (ISV) und dem Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (IVK) der Universität Stuttgart war das HLRS Mitte September auf der Veranstaltung „Vision Smart City: Future Mobility, Today“ in Stuttgart präsent. Auf den vor und im Daimler-Museum ausgetragenen Eventtagen demonstrierten das HLRS, das ISV und das IVK, wie Simulation und Virtuelle Realität zu technischen Innovationen und nachhaltigen Verkehrskonzepten zur Mobilität der Zukunft beitragen. An einer mobilen CAVE^*)-Version des HLRS wurde ein virtuelles Modell des Campus der Universität Stuttgart Vaihingen vorgeführt, das im Hinblick auf neue Mobilitätskonzepte unter Einbeziehung von Bürger-Beteiligungsverfahren entwickelt worden war und nachhaltige Aspekte wie Mikromobilität, Car Sharing oder z. B. auch autonomes Fahren berücksichtigt. Die Präsentation entstammt dem Projekt MOBILAB, mit dem sich das ISV an dem vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg ausgeschriebenen Ideenwettbewerb „Emissionsfreier Campus“ beteiligt und dabei von der Visualisierungsabteilung des HLRS unterstützt wird. Weitere Informationen

^*) CAVE: Raum zur Projektion einer dreidimensiona- len Illusionswelt der virtuellen Realität

Mit Beiträgen zu aktuellen Themen wie Künstliche Intelligenz, Virtuelle Realität oder Wissenschaftsethik beteiligten sich HLRS-Repräsentanten am Wissenschafts-Festival „Smart and Clever“, das vom 26.6. bis 6.7.2019 erstmals in Stuttgart stattfand. Der Direktor des HLRS, Prof. Dr.-Ing. Michael M. Resch, bestritt gemeinsam mit der Ministerin für Wissenschaft, Forschung und Kunst des Landes Baden-Württemberg, Theresia Bauer (MdL), Prof. Philipp Henning (Inhaber der Cyber Valley Professur „Methoden des Maschinellen Lernens“, Universität Tübingen), und Prof. Cordula Kropp (Professorin für Soziologie mit dem Schwerpunkt Risiko- und Technikforschung, Universität Stuttgart) die Podiumsdiskussion “Künstliche Intelligenz: was kann sie, was soll sie, was darf sie?“. In der anschließenden Diskussionsrunde stellten sich die vier Sprecher den zahlreichen Nachfragen der annähernd 150 Zuschauer. 

In einer im Stuttgarter Rathaus organisierten Ausstellung zum Thema „Zukunft der Städteplanung“ informierten Mitarbeiter der HLRS-Visualisierungsabteilung über das Projekt „Reallabor Stadt:Quartiere4.0“, bei dem interessierten Besuchern 3D-Stadtmodelle und Simulationsergebnisse präsentiert wurden, die auch in realen Bürger-Beteiligungsverfahren Anwendung finden. In Workshops konnten Interessierte zudem eine Stadt virtuell selbst mitgestalten und erfahren, wie Wohnraum und Bebauungsdichte zusammenhängen, welche Infrastruktur in Städten benötigt wird, und wie sich dies alles auf das Klima auswirkt.

Unter dem Titel „Gespräch im Foyer: ‚Die Physiker‘ heute – Verantwortung in der Wissenschaft“ beleuchtete Dr. Andreas Kaminski, Leiter der Abteilung Philosophy of Science and Technology of Computer Simulation am HLRS, gemeinsam mit weiteren Sozialwissenschafts-Experten in einer Gesprächsrunde das Thema „Ethische und politische Fragen in der Wissenschaft“. Die gut besuchte öffentliche Veranstaltung erfolgte im Anschluss an die Vorstellung einer Neuinszenierung von Friedrich Dürrenmatts Tragikomödie „Die Physiker“. Weitere Informationen

Am 25. und 26. September begrüßte das HLRS Vertreterinnen und Vertreter von HPC-Zentren sowie Supercomputer-Anwender/innen aus der Industrie zum ersten internationalen industriellen Supercomputing-Workshop 2019. Neben Vorträgen von Repräsentanten des HLRS und der SICOS BW, welche kleine und mittelständische Unternehmen bei der Nutzung von Höchstleistungsrechnen (high-performance computing/HPC) unterstützt, gab es Beiträge von HPC-Managern/-Managerinnen und Verantwortlichen für Industrie-Partnerschaften am Barcelona Supercomputing Center (Spanien), Edinburgh Parallel Computing Center (UK), Bosch (Deutschland), CINECA (Italien), KISTI (Südkorea), Tokyo University (Japan), Oak Ridge National Laboratory (USA), National Center for Supercomputing Applications (USA), Leibniz-Rechenzentrum in Garching (Deutschland), und dem PDC Center for High Performance Computing (Schweden). Ziel des Treffens war es, Wege und Möglichkeiten aufzuzeigen, welche von den HPC-Zentren und Unternehmen für zukunftsweisende computergestützte Forschung genutzt werden. Dies betraf insbesondere, aber nicht ausschließlich, den Einsatz von HPC in den Ingenieur- und fertigenden Betrieben, wo ein kontinuierlich steigender Bedarf in den Bereichen Künstliche Intelligenz und HPC-gestützte Datenanalyse (Big Data) beobachtet wird. In den Vorträgen wurden zudem die besonderen Herausforderungen an und die Möglichkeiten für die Industrie beleuchtet, die die HPC-Zentren auf dem Weg zum Exascale-Computing adressieren müssen. Abseits der zahlreichen Präsentationen bot der Workshop den Teilnehmenden ausgiebig Möglichkeit zum gegenseitigen Erfahrungsaustausch und zum „Networking“. Weitere Informationen.

Auf der bevorstehenden Supercomputing Conference in Denver, Colorado, wird sich das HLRS auf Stand Nr. 409 präsentieren. Bei den Exponaten legt es den Schwerpunkt auf immersive parallele Visualisierung. Anwendungsgebiete werden u. a. der Maschinenbau, die Stadtplanung (Feinstaub- und Verkehrssimulationen) und die Architektur und das Bauwesen sein (Building Information Modeling). Besuchern wird zudem live eine Augmented Reality Visualisierung der Luftströmung in einem Operationssaal präsentiert, die zusammen mit dem Medizintechnik-Hersteller Dräger entwickelt wurde. Dies nutzt Dräger, um seine medizinischen Geräte so zu entwerfen, dass Rückströmungen von unsauberen Bereichen des OP-Saals reduziert werden und somit das Risiko von Wundinfektionen bei Patienten verringert werden kann.

Kürzlich haben das Forschungszentrum Jülich und Google eine Forschungspartnerschaft im Bereich Quantencomputing angekündigt, um diese neue Rechentechnologie voranzutreiben. Google verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Quantencomputern und Quantenalgorithmen. Letztere bilden – neben der Quantenmaterialforschung – ebenfalls am Forschungszentrum Jülich einen Forschungsschwerpunkt.

Quantencomputing ist eine neue, innovative Art des Computings mit potenziellen Anwendungen für Quantensimulationen in Chemie und Materialwissenschaften, für Optimierung und maschinelles Lernen. Die Entwicklung von Algorithmen und Werkzeugen für Quantencomputer zur Lösung schwieriger und bisher unlösbarer Rechenprobleme in Wissenschaft und Industrie stellt nach wie vor die Wissenschaftler vor große Herausforderungen.

Die Partnerschaft umfasst die gemeinsame Forschung und Schulung von Experten auf den Gebieten der Quantencomputerhardware und Quantenalgorithmen. Für das Jülich Supercomputing Centre (JSC) ist letzteres ein wichtiger Bestandteil der Forschungskooperation. Forscher von Google und der Forschungsgruppe Quantum Information Processing von Prof. Kristel Michielsen werden bei der Durchführung von Simulationen an Supercomputern am JSC und beim Experimentieren mit Googles Quantenprozessoren für Leistungsmessungen (Benchmarking) zusammenarbeiten. Für diese Forschung wird der in internationaler Zusammenarbeit entwickelte Jülicher Universal Quantum Computer Simulator (JUQCS) eingesetzt, mit dem 2018 der Weltrekord bei der Simulation von Quantencomputern mit 48 Qubits aufgestellt wurde. Forscherinnen und Forscher beider Partner bekommen damit die Möglichkeit, Simulationen sowohl auf den Superrechnern am JSC durchzuführen, als auch mit Googles Quantenprozessoren zu experimentieren. Weitere Informationen.

Am Forschungszentrum Jülich wird in diesem Jahr ein neues Testsystem für künftige modulare Supercomputer finalisiert. Jülicher Experten arbeiten gemeinsam mit europäischen Partnern in den DEEP-Projekten an einer neuen modularen Supercomputer-Architektur, die sich flexibler und effizienter als bisherige Systeme für wissenschaftliche Anwendungen nutzen lässt. Ein solcher Rechner besteht aus mehreren Modulen, die sich nach dem Baukastenprinzip je nach Bedarf kombinieren lassen. Das erste Modul, der DEEP-EST-Cluster (CM), sowie das Modul zur Datenanalyse (DAM), wurden bereits vom deutschen Supercomputer-Anbieter MEGWARE am Jülich Supercomputing Centre (JSC) installiert. Bis Jahresende soll auch das letzte Modul, der DEEP-EST-Booster (ESB), folgen. Letzterer ist für massivparalleles Rechnen ausgelegt. Genutzt wird das System zunächst von den Partnern im DEEP-EST-Projekt. Geplant ist zusätzlich auch die Nutzung durch weitere interessierte Anwender und Anwenderinnen im Laufe des Jahres 2020. Weitere Informationen.

Am 11. September 2019 besuchte der bayerische Wissenschaftsminister Bernd Sibler das Leibniz-Rechenzentrum und tauchte im Zentrum für Virtuelle Realität und Visualisierung (V2C) in virtuelle Welten ein. LRZ-Direktor Prof. Dieter Kranzlmüller informierte den Wissenschaftsminister vor Ort über die modernen Technologien und Projektinstallationen, die im V2C entwickelt werden, sowie über die vielfältigen Einsatzbereiche des Höchstleistungsrechners SuperMUC-NG – dieser zählt zu den neun schnellsten Rechnern weltweit (Stand Juni 2019). Weitere Themen waren die nächste Generation von Supercomputern – sogenanntes Exascale Computing – und Future Computing, das sich mit neu aufkommenden Technologien, Künstlicher Intelligenz und Quantencomputing befasst. „Die Zukunft der Digitalisierung wird von den leistungsfähigsten Supercomputern getrieben. Wir freuen uns, dass wir Herrn Staatsminister Sibler über die erreichten Erfolge und die nächsten Schritte des bayerischen Höchstleistungsrechners informieren durften,“ betonte Kranzlmüller. Wissenschaftsminister Bernd Sibler zeigte sich begeistert: „Hier wird die digitale Zukunft Bayerns gestaltet! Das Leibniz-Rechenzentrum zählt zu den international sichtbaren Leuchttürmen der bayerischen Forschungslandschaft. Es leistet Pionierarbeit auf dem Gebiet der KI-Forschung und der Quantencomputing-Technologien.“ Weitere Informationen.

Ein Modell für die Zukunft der Informationstechnik sind Quantencomputer, weil sie bei bestimmten Aufgaben deutlich schneller als aktuelle Höchstleistungsrechner sind. Unter Federführung des Leibniz-Rechenzentrums (LRZ) wird dieses Zukunftsthema in Bayern vorangetrieben: In Garching traf sich Ende Juli erstmals die Quantum Computing User Group, die Wissen, Forschung und Aktivitäten in Forschung und Wirtschaft bündeln und das Zukunftsthema für Bayern forcieren wird. Um die noch vielen offenen Fragen dieses Technologiefeldes zu beantworten, bringt das LRZ in der Arbeitsgruppe unterschiedlichste Spezialisten zusammen. Die Arbeit am und mit dem Höchstleistungsrechner SuperMUC-NG wird von der Quantum Computing User Group ebenfalls profitieren, denn viele Herausforderungen der Quantentechnik ähneln denen der Höchstleistungscomputer. Die Gruppe trifft sich künftig jeden zweiten Mittwoch im Monat. Forschende, Studierende und Expert/innen aus der Industrie, die sich mit Quantencomputing beschäftigen (wollen), sind willkommen. Diskutiert werden Hard- und Software-Lösungen für Quantencomputer. Geplant sind zudem Workshops, Trainings und Vorlesungen rund um die Technik.