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Quantum Computing

BASF nutzt Quantencomputing in der Forschung

Bernd Reder ist freier Journalist und Autor mit den Schwerpunkten Technologien, Netzwerke und IT in München.
In der Chemieforschung will BASF neben dem eigenen High-Performance-Computing-System (HPC) auch Quantum-Computing-Technik von Microsoft nutzen.
BASF setzt in der chemischen Forschung neben einem eigenen Großrechner künftig auch den Cloud-Service Azure Quantum Elements von Microsoft ein.
BASF setzt in der chemischen Forschung neben einem eigenen Großrechner künftig auch den Cloud-Service Azure Quantum Elements von Microsoft ein.
Foto: BASF SE

Die ChemieChemie, Pharmazie und Materialforschung gelten als Bereiche, in denen Quantenrechner einen spürbaren Nutzen bringen können. Deshalb setzt nun das Chemieunternehmen BASFBASF auf diese Technik. Sie soll den eigenen Supercomputer Quriosity unterstützen, der über eine Rechenleistung von drei Petaflops verfügt. Top-500-Firmenprofil für BASF Top-Firmen der Branche Chemie

Als einer der ersten Anwender weltweit wird BASF auf MicrosoftMicrosoft Azure Quantum Elements zurückgreifen. Dieser Service von Microsoft kombiniert HPC-Plattformen mit künstlicher Intelligenzkünstlicher Intelligenz, Quantum-Computing-Tools und ergänzenden Diensten. Alle werden über die Azure-Cloud bereitgestellt. Alles zu Künstliche Intelligenz auf CIO.de Alles zu Microsoft auf CIO.de

Mit Azure Quantum Elements, so Microsoft, lassen sich beispielsweise Simulationen in der Chemie bis zu 500.000 Mal schneller durchführen als mit konventionellen Rechnern. Die Berechnungszeit verkürzt sich im Idealfall von etwa einem Jahr auf eine Minute.

Komplexe Reaktionen simulieren

BASF will Azure Quantum Elements beispielsweise dazu nutzen, um exaktere Informationen über komplexe chemische Reaktionsnetzwerke sowie die Abhängigkeiten zwischen der Struktur und den Eigenschaften von Materialien zu gewinnen. Das erlaubt es Forschern, neue Chemikalien und Werkstoffe zu entwickeln, etwa für Brennstoffzellen, Batterien und Katalysatoren.

Microsoft verwendet bei Quantenrechnern topologische Majorana-Quantenbits. Sie sind stabiler als andere Qubits und einfacher zu handhaben.
Microsoft verwendet bei Quantenrechnern topologische Majorana-Quantenbits. Sie sind stabiler als andere Qubits und einfacher zu handhaben.
Foto: Microsoft

Neben BASF verwenden weitere Unternehmen aus der Chemiesparte den Service von Microsoft. Dazu gehören Akzo Nobel und Johnson Matthey, ein britischer Hersteller von Chemikalien und Katalysatoren.

Schlüsselfaktor Cloud

Aus Sicht von BASF ist es ein Vorteil, dass Quantum Elements über die CloudCloud bereitsteht: "Mit der Azure-Cloud erhält man unkompliziert Zugang zu einer Umgebung, welche die gängigen Programme enthält. Dies senkt die Eintrittshürde und wird erheblich zur weiteren Verbreitung dieser Werkzeuge beitragen", erläutert Stephan Schenk, Product Manager für High Performance Computing bei BASF, in einem Beitrag im Microsoft News Center. Alles zu Cloud Computing auf CIO.de

Eine Hürde bei der Entwicklung von Quanten-Computing-Systemen ist, dass laut Microsoft Konzepte auf Basis physischer Quanten-Bits (Qubits) nicht zuverlässig genug sind. Daher hat das Unternehmen die Grundlagen für einen Quantenrechner auf Basis von "topologischen" Majorana-Qubits entwickelt. Diese sind stabiler und lassen sich einfacher in den gewünschten Zustand bringen. Allerdings ist es aufwendig, solche Qubits zu erzeugen.

Microsofts Roadmap bei Quantum Computing: In weniger als zehn Jahren sollen "echte" Quantenrechner verfügbar sein.
Microsofts Roadmap bei Quantum Computing: In weniger als zehn Jahren sollen "echte" Quantenrechner verfügbar sein.
Foto: Microsoft

Bis ein "echter" Quantenrechner zu Verfügung steht, werden daher noch einige Jahre ins Land gehen. Krysta Svore, Leiterin des Bereichs Quantum Software (QuArC) bei Microsoft, geht dennoch davon aus, dass dies in weniger als zehn Jahren der Fall sein wird.

BASF | Einsatz von Quantum Computing
Branche: Chemie
Use Case: Beschleunigung von EntwicklungsprojektenEntwicklungsprojekten und Simulationen
Lösung: Microsoft Azure Quantum Elements
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