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Das "Center of Excellence in Combustion (CoEC)" ist ein von der EU gefördertes Projekt, das am 1. Oktober 2020 mit einem Gesamtbudget von rund 5,6 Millionen Euro startete. Es vereint elf europäische Partner mit Expertise in der numerischen Simulation der Verbrennung mit dem Ziel, eine dem Industriesektor zugängliche Hochleistungssoftware für den Entwurf innovativer Verbrennungstechnologien zu entwickeln. Die Simulation der turbulenten Verbrennung in echten Anlagen, wie Motoren und Gasturbinen, ist rechnerisch äußerst anspruchsvoll und gehört stets zu der Gruppe der Anwendungen, die einen großen Teil der verfügbaren Rechenzeit auf Tier-0-Maschinen nutzen können. Das Exzellenzzentrum will den Übergang der europäischen Verbrennungscodes zum Exascale-Computing fördern und neue Durchbrüche auf dem Weg zur Dekarbonisierung ermöglichen. Das Projekt gliedert sich in vier Hauptaktivitäten: Recheneffizienz, Modellierung, Datenverarbeitung und Zukunftstechnologien. Das Jülich Supercomputing Centre ist für das Arbeitspaket "Datenverarbeitung und -analyse" verantwortlich, das sich den Herausforderungen und Möglichkeiten widmet, die sich aus der zunehmenden Menge der in den Simulationen verfügbaren Daten ergeben.

Das Projekt „AlphaNumerics Zero“ (ɑN0), das vom JSC zusammen mit Forschern des Steinbuch-Centers für Computing am KIT geleitet wird, hat zum Ziel, numerische Methoden auf Hochleistungsrechnern neu zu überdenken. Traditionell wird viel Aufwand in den Entwurf, die Implementierung und Optimierung von Lösern für Differentialgleichungen, numerischen Bibliotheken usw. gesteckt. Neue Ideen sind dringend erforderlich, da die Entwicklung von Methoden für die kommenden extrem skalierenden Supercomputer immer schwieriger wird. Geplant ist der Einsatz von Reinforcement-Learning-Techniken, so dass der Computer die im Durchschnitt optimale numerische Lösungsmethode für ein gegebenes Simulationsproblem selbst lernt. Die Arbeitsergebnisse des Projekts sollen ein funktionierendes Framework und die Demonstration in einem Anwendungsfall unter Verwendung einer zeitabhängigen partiellen Differentialgleichung umfassen. Das Projekt wird für 30 Monate aus dem Impuls- und Vernetzungsfonds der Helmholtz-Gemeinschaft gefördert.

Forschungsergebnisse sind nicht nur Gegenstand öffentlicher Kontroversen – sie werden im Rahmen von Desinformationskampagnen untergraben. Die aktuelle Debatte über die Ausbreitung des Corona-Virus zeigt diese Problematik deutlich auf. Der Hintergrund ist ein allgemeiner: Individuen in Informationsgesellschaften müssen sich zu zahlreichen Themen verhalten, die nur wenige aus eigener Erfahrung kennen und bewerten können (Ursachen des Klimawandels, Dynamik einer Pandemie, Transformation von Energiemärkten usw.). Dabei spielen Vertrauen und Misstrauen in Informationen eine zentrale Rolle. Wird Informationen grundlos misstraut oder aber blind vertraut, schwächt dies aufgeklärte und demokratische Prozesse. In diesem Kontext starten Michael Resch und Andreas Kaminski am HLRS ein neues Forschungsprojekt: „Vertrauen in Informationen. Bewertungsstrategien der Glaubwürdigkeit computerbasierter Informationen, Modelle und Methoden“. In sechs Teilprojekten sollen praktische Probleme aufgegriffen werden, die von Deep Fakes und KI-Methoden zur Bekämpfung von Desinformation bis zu Vertrauen in computerunterstützte Methoden in der Medizin, Kriminologie und Stadtplanung reichen. Gefördert wird das Forschungsprojekt vom MWK in Baden-Württemberg. (Weitere Informationen)

Mitte Juli besuchte der bayerische Staatsminister für Wissenschaft und Kunst, Bernd Sibler, mit Abgeordneten seines Ministeriums das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ). Sie diskutierten mit Wissenschaftlern der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU), der Technischen Universität München (TUM) sowie dem Walter Meißner-Institut (WMI) über Quantencomputing und mögliche Standorte im Freistaat Bayern: „Besuch im Leibniz-Rechenzentrum, unserer IT-Kathedrale“, notierte Sibler anschließend in sein Online-Tagebuch auf Facebook. „Große Debatte zur Quantenstrategie des Freistaates Bayern. Großartige Perspektive für den Standort Bayern.“ Das Foto zeigt vor dem LRZ (vorne v. l.) Dieter Kranzlmüller, Leiter des LRZ und Informatikprofessor an der LMU, Bernd Sibler, bayerischer Staatsminister für Wissenschaft und Kunst, Professor Immanuel Bloch, Quantenoptik LMU und Max-Planck-Institut für Quantenphysik (MPQ), Professor Ignacio Cirac, Theoretische Quantenoptik TUM und MPQ, (hinten v. l.) Ministerialdirigent Michael Greiner, Professor Rudolf Gross, TUM und WMI, Ministerialdirigent Dr. Johannes Eberle.

Analog zur virtuellen SC20 findet dieses Jahr auch der im Rahmen der SC ausgetragene Studentencluster-Wettbewerb (SCC) nur online statt. Für die Studenten des Teams deFAUlt, die die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) im SCC 2020 als einziger deutscher Vertreter repräsentieren, war dies eine herbe Enttäuschung, ist doch die Aussicht auf eine Teilnahme an einem realen HPC-Ereignis - noch dazu in den USA - ein großer Motivationsfaktor. Umso erfreulicher ist es, dass die sechs FAU-Studenten um Coach Dr. Johannes Hofmann unbeirrt ihre Vorbereitung auf den Wettbewerb fortsetzen, der nun in der Microsoft-Cloud stattfindet. Die Regelung ist, dass alle 19 SCC-Studententeams identische Budgets für die MS-Cloud erhalten. Es gilt dieses Jahr also nicht, die beste Systemleistung bei einem Powerlimit von 3000W zu erzielen, sondern das Cloud-Budget so aufzuteilen, dass für die einzelnen Benchmarks und die aktuell noch unbekannten Applikationen („mystery applications“) die beste Leistung herausgeholt wird. Dem GCS ist es ein großes Anliegen, junge Talente aus den MINT-Studiengängen für das High-Performance Computing (HPC) zu begeistern. Deshalb hält es sich an seine Zusage, deutsche Studententeams zu fördern, um ihnen die Teilnahme an (internationalen) HPC-Wettbewerben zu ermöglichen. Das GCS unterstützt Team deFAUlt mit einem finanziellen Zuschuss, der dieses Jahr für die technische Ausrüstung der Studenten eingesetzt wird sowie zur Mitfinanzierung der MS-Cloud-Nutzung in der Vorbereitungsphase. Für den SCC-Wettbewerb wünscht das GCS-Team den Studenten aus Franken viel Erfolg, viel Spaß und hoffentlich zahlreiche erfreuliche Wettkampf-Erlebnisse und -Erkenntnisse! (Weitere Informationen)

Eine unter der Federführung des HLRS im Projekt KoLab-BW entwickelte Virtual Reality- (VR) Software macht es an verteilten Standorten platzierten Anwendern möglich, sich unter Nutzung von kommerziell verfügbaren VR-Brillen und Controllern direkt von ihrem Arbeitsplatz oder vom Homeoffice aus in einem virtuellen Meeting-Raum zu treffen. Repräsentiert durch Avatare interagieren die Nutzer in diesem virtuellen Raum miteinander und analysieren gemeinsam 3D-Visualisierungen. Die neue Technologie soll dazu beitragen, wissenschaftliche Erkenntnisse zu beschleunigen oder die Einführungszeit neuer Produkte am Markt deutlich zu verkürzen—und das nicht nur in Szenarien, die ein persönliches Zusammenkommen erschweren. Zudem kann die neue Software z. B. im Bereich von Schulung und Training die Ausbildung von Studierenden maßgeblich unterstützen oder kann für moderne Methoden des Distance Learning eingesetzt werden. Am KoLab-BW-Projekt beteiligt sind neben dem HLRS das Visualisierungsinstitut der Universität Stuttgart (VISUS), die Universität Ulm, das Kompetenzzentrum Virtuelle Realität der Hochschule Mannheim (KVE), die Hochschule Albstadt-Sigmaringen sowie die Hochschule Ravensburg-Weingarten. Gefördert wird das Projekt durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg. (Weitere Informationen)

Neuroinformatiker der Universität Osnabrück und Datenspezialisten des Forschungszentrums Jülich stellen täglich neue Modellergebnisse zur Vorhersage der Covid-19-Infektionen bereit. Die Ergebnisse enthalten tagesaktuelle Schätzungen der gemeldeten Neu-Infektionen und eine 5-Tages-Vorhersage für jeden deutschen Landkreis. Die Prognosen beruhen auf Daten des Robert Koch-Instituts, die mit einem neuen, wahrscheinlichkeitsgewichteten Modell der Osnabrücker Neuroinformatiker auf Höchstleistungsrechnern des Jülich Supercomputing Centre (JSC) statistisch analysiert werden. Das „COVID-19 Bayesian Modelling for Outbreak Detection“, kurz BSTI-Modell, besitzt zwei wesentliche Merkmale, die es von anderen Methoden unterscheidet: Zum einen liefert die neue Methode einen Vorhersagehorizont, der es ermöglicht, die Verlässlichkeit der Prognosen zu beurteilen. Weiterhin wird der Einfluss vom örtlich benachbarten Infektionsgeschehen aus den angrenzenden Regionen mit einbezogen. Die Prognosen sind auf der Website https://covid19-bayesian.fz-juelich.de abrufbar. (Weitere Informationen)

Der Fernsehsender Euronews besuchte das Leibniz-Rechenzentrum im Juli, jetzt ist der Beitrag über das EU-Projekt CompBioMed veröffentlicht. In der Mediathek stehen die beiden Filme in Deutsch und Englisch zur Verfügung, in denen Moderatorin Katharina Rabillon von Futuris den Sinn und Nutzen der digitalen Zwillinge in der Medizin erklärt: Die Algorithmen und Software, die bei CompBioMed entwickelt wurden, verarbeiten unter anderem Daten aus Computer- und Magnetresonanz-Tomografen (CT, MRT) und Röntgenscans sowie aus Organen und Genomen. Mit ihnen lassen sich virtuelle Menschen simulieren, um Behandlungen und Medikamente individuell abzustimmen, aber auch um Gesundheitsrisiken, etwa Krebserkrankungen zu prognostizieren. Ein Riesenfortschritt in der Medizin, der ohne Supercomputing nicht möglich wäre. „Die Rechenleistung des SuperMUC-NG von heute haben wir zukünftig auf Tablets und Smartphones“, zitiert Euronews Professor Dieter Kranzlmüller, Leiter des LRZ. „Wir versuchen heute zu simulieren, was die personalisierte Medizin in 15, 20 Jahren direkt im Krankenhaus einsetzen wird.“ (Weitere Informationen)

Prof. Thomas Lippert, Leiter des Jülich Supercomputing Centre, ist zum Professor an der Goethe-Universität Frankfurt ernannt worden und wird dort den neu geschaffenen Lehrstuhl für "Modulares Supercomputing und Quantencomputing" am Institut für Informatik innehaben. Diese Berufung wird er anstelle seiner bisherigen Professur an der Bergischen Universität Wuppertal ausüben. Der neue Lehrstuhl unterstützt das Center for Scientific Computing (CSC) an der Goethe-Universität bei der Weiterentwicklung zu einem nationalen Hochleistungsrechenzentrum. Unter Beibehaltung seiner Position am JSC freut sich Lippert besonders über die Einrichtung von zwei neuen Forschungsgruppen in Frankfurt, die sich mit der Entwicklung und praktischen Anwendung von modularen Supercomputern und Quantencomputern befassen werden. Gleichzeitig mit seiner Berufung wurde Prof. Lippert zum Senior Fellow am Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) ernannt.

Carlo Licciulli, Gletscherforscher und wissenschaftlicher Mitarbeiter der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, wurde vor Kurzem mit dem Graham Cogley Award der International Association for Cryospheric Sciences und der International Glaciological Society für die beste Publikation eines Nachwuchswissenschaftlers ausgezeichnet. Die Publikation im Journal of Glaciology basiert auf seiner Dissertation und wurde aus 70 Publikationen ausgewählt. Seit 2018 berechnet und modelliert Carlo Licciulli das Verhalten des Gletschers Vernagtferner in den Ötztaler Alpen auf der Basis von Messdaten, um den Rückzug des Eises besser erklären zu können. Er setzt dafür mittlerweile auch auf Rechenressourcen am Leibniz-Rechenzentrum (LRZ). „Gletscher sind für viele Menschen und Lebewesen ein entscheidender Teil ihrer Existenz und es herrscht große Unsicherheit, in welchem Maße diese Ressourcen künftig zur Verfügung stehen“, erklärt Licciulli sein Fach. „Das betrifft insbesondere die Verfügbarkeit von Wasser für Landwirtschaft, Industrie, Wasserkraftwerke sowie Tourismus.“ Für seine Doktorarbeit beschäftigte sich der Wissenschaftler mit dem Colle Gnifetti im Monte Rosa-Massiv. Dieser Gletscher ist aufgrund seiner jahrtausendalter Eiskernzeitreihen von besonderem Interesse. Noch mit dem PC adaptierte er ein numerisches full-Stokes-Eis-Fließmodell, berechnete damit den Eistransport im Gletscher und modellierte die dreidimensionale Verteilung des Eisalters. Diese Informationen sind notwendig für eine optimale Interpretation der Eiskernzeitreihen und daher für die Paläoklimaforschung. (Weitere Informationen)