10.000 Dollar winken für Problemlösungen per Digital Annealer

Quanten-Wettbewerb für Topcoder startet

| Autor / Redakteur: Dr. Dietmar Müller / Ulrike Ostler

Mithilfe der Digital Annealing-Technologie müssen die Teilnehmer anspruchsvolle so genannte kombinatorische Optimierungsprobleme innerhalb einer bestimmten Zeitspanne lösen.
Mithilfe der Digital Annealing-Technologie müssen die Teilnehmer anspruchsvolle so genannte kombinatorische Optimierungsprobleme innerhalb einer bestimmten Zeitspanne lösen. (Bild: gemeinfrei, Comfreak / Pixabay / CC0)

Fujitsu startet heute zusammen mit TC3 einen Wettbewerb für Topcoder. Mithilfe der Technologie „Digital Annealing“- müssen die Teilnehmer anspruchsvolle, so genannte kombinatorische Optimierungsprobleme innerhalb einer bestimmten Zeitspanne lösen.

Topcoder – das ist eine Community von Entwicklern und Wissenschaftlern, die sich vor allem dem Themenbereich Datenanalyse und Digitalisierung verschrieben hat. Rund 1,4 Millionen Mitglieder zählt die Gemeinschaft inzwischen. Hinter Topcoder steht seit 2016 Wipro.

Der Contest adressiert ein ganz reales Problem: Für viele anstehende Aufgaben im Zuge der Digitalisierung reichen die bisherigen Rechnerkapazitäten einfach nicht mehr aus. Mithilfe des Quanten-Computing-inspirierten Digital Annealer von Fujitsu sollen diese Herausforderungen bewältigt werden. Mit dem Topcoder Contest geschieht die Problemlösung gewissermaßen „spielerisch“ – jedoch mit realen, nutzbaren Ergebnissen. Den Siegern winken Geldgewinne in Höhe von über 10.000 Dollar.

Ab heute, dem 1. Februar, erhalten Teilnehmer mutmaßlich per "Digital Annealer Cloud Service" Zugang und können sich mit den Grundzügen der Technologie vertraut machen. Teilnahmeberechtigt ist jedes Topcoder-Mitglied. Interessierte können sich online unter www.topcoder.com/lp/digitalannealer anmelden.

Von Mitte bis Ende März findet dann der eigentliche Wettbewerb statt, bei dem es um die konkrete Problemlösung geht und der auch ein „Marathon Match“ einschließt. Die erste von drei Herausforderung besteht darin, per Digital Annealer einen Algorithmus zur Lösung „des härtesten“ Sudokus zu finden.

„Diesen Mount Everest der numerischen Spiele wurde von Arto Inkala, einem finnischen Mathematiker, auf seiner Website veröffentlicht und ist extra so konzipiert, dass er nur von den klügsten Köpfen erstiegen werden kann“, kommentierte der Wissenschaftskorrespondent Nick Collins im „Telegraph“. Er betrachtet das Rätsel als eigentlich unlösbar.

Ergänzendes zum Thema
 
Rigettis 1-Million-Dollar-Wettbewerb

Quanten-Annealer

Da benötigt es eine verteufelt vertrackte Technologie wie das Quanten-Annealing. Dieses wird hauptsächlich für kombinatorische Optimierungsprobleme verwendet. Es handelt sich um eine Simulation eines „echten“ Quanten-Systems in klassischer Halbleitertechnik, genau wie beim Digital Annealer von Fujitsu.

Diese Art von Quantencomputer ist bereits heute im Bereich der Verkehrsflussoptimierung, zum Beispiel im Volkswagen-Konzern, sowie in der Materialforschung für die Luft- und Raumfahrt, etwa bei Airbus, der NASA und bei Lookheed Martin, im Einsatz. Die Natwest-Bank nutzt den Digital Annealer, um den Mix aus liquiden Mitteln wie Anleihen, Bargeld und Staatsanleihen zu optimieren.

Der Digital Annealer von Fujitsu basiert auf konventioneller CMOS-Technik und besteht aus 1024 „Bit-Aktualisierungsblöcken“, die dank interner Logik und integriertem Speicher das Verhalten von „Quanten-Bits, kurz „Qubits“ nachahmen.

Ein Qubit ist die kleinste Informationseinheit in einem Quantencomputer und besteht aus einem System, das bei einer Messung zwei mögliche Ergebnisse liefern kann – also ein Bit –, aber nur auf Grundlage der Quantenmechanik vollständig beschreibbar ist. Aus je mehr Qubits ein Computer aufgebaut ist, desto leistungsfähiger ist er. Noch dieses Jahr will Fujitsu einen 8192-Bit-Block-Annealer vorstellen, anvisiert ist ein 1-Millionen-Bit-Block.

Ursprünglich war auch geplant, den Digital Annealer für die Optimierung der Strahlendosis für die Behandlung von Krebstumoren heranzuziehen. Auch Moleküle in der Chemie sind naheliegende Aufgabengebiete eines Annealers, genauso wie die Personalisierung von Werbung im digitalen Marketing oder die perfekte Nutzung von Lagerfläche in Fabriken und Logistikzentren.

Im Gegensatz zu echten Quantencomputern, die Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt bei -273,15 Grad erfordern, kann er bei Raumtemperatur arbeiten. Er stellt aber nur einen von mehreren verschiedenen Wegen dar, sich dem Quanten Computing anzunähern.

Eine klassische Recheneinheit wie der Digital Annealer kann jedoch die super-massive Parallelisierbarkeit eines „echten“ Quantencomputers nicht erreichen. Dafür ist er viel kostengünstiger, einfacher zu bedienen und stellt niedrige Anforderungen an die Arbeitsumgebung.

Warum Quanten Computing?

Warum sollten sich Betreiber von Rechenzentren und IT-Verantwortliche mit Quanten Computing auseinandersetzen? Zum einen, so Andrew Fursman, CEO bei 1QB aus Vancouver, weil darin industrielles Potenzial steckt und zum anderen, weil die bisherigen Sicherheitsverfahren und -techniken in der IT die neue Zeit nicht überdauern werden.

Moore's Law, das seit drei Jahrzehnten das Leistungswachstum der IT vorantreibt, geht zudem bekanntermaßen die Luft aus. Die Verdoppelung der Anzahl der Transistoren, die auf eine integrierte Schaltung gepackt werden können, stößt an ihre physikalischen Grenzen. Die Hoffnungen der Entwickler richten sich auf Quanten Computing, um zu einem neuen großen Sprung in der Rechenleistung anzusetzen.

Sobald die Omni-State-Verarbeitungsfähigkeit von Qubits „echt“ genutzt werden kann, können Unternehmen Anwendungen in nahezu unvorstellbarer Höhen skalieren und Wissenschaftler Probleme lösen, die weit außerhalb der Reichweite klassischer Computer liegen. Intel arbeitet deswegen an sogenannten „ Spin Qubits“.

“Es ist eine Herausforderung herauszufinden, wo diese unglaublich steile Skalierung enden wird, und wo die Limits beim Aufbau und der Verbindung von Qubits liegen“, so Fursmann. „Wir gehen in eine unbekannte Zeit.“

Was meinen Sie zu diesem Thema?

Schreiben Sie uns hier Ihre Meinung ...
(nicht registrierter User)

Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
Kommentar abschicken
copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de/ (ID: 45713484 / KI & IT Trends- Fujitsu Content-Hub)