4,7 Mio. Euro für rechnergestützte Forschung

Ulmer Supercomputer Justus darf wachsen

| Autor / Redakteur: Annika Bingmann* / Ulrike Ostler

Der Ulmer Supercomputer „Justus“ bekommt ein Nachfolgemodell, das neben der Batterieforschung und Medikamentenentwicklung auch der Quantentechnologie und Festkörperphysik zur verfügung stehen soll.
Der Ulmer Supercomputer „Justus“ bekommt ein Nachfolgemodell, das neben der Batterieforschung und Medikamentenentwicklung auch der Quantentechnologie und Festkörperphysik zur verfügung stehen soll. (Bild: ©Elvira Eberhardt)

In Zukunft steht die Rechenleistung des Ulmer Supercomputers „Justus“ nicht nur theoretisch forschenden Chemikern an den baden-württembergischen Landesuniversitäten zur Verfügung, sondern auch Forschenden aus Festkörperphysik und Quantentechnologie.Denn die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) einer Erneuerung des „bwForClusters Justus“ in Höhe von insgesamt 4,7 Millionen Euro zugestimmt.

Durch aufwändige Simulationen hat der Ulmer Supercomputer Justus bereits zu neuen Erkenntnissen in der Batterieforschung oder etwa Medikamentenentwicklung beigetragen. Wesentlicher Bestandteils sind Computersimulationen; sie bieten Naturwissenschaftlern ungeahnte Möglichkeiten: Dank komplexer Modelle lassen sich Vorgänge auf molekularer und atomarer Ebene sehr viel detaillierter nachbilden als im Experiment. Daraus ergibt sich nicht nur ein besseres Verständnis von Laborergebnissen: Einige Experimente oder Prüfungen neuer Materialien werden sogar überflüssig.

Solche detailgetreuen computergestützten Modelle oder aufwändige Datenanalysen erfordern Hochleistungsrechner. An der Universität Ulm ist Ende 2014 der Supercomputer Justus eingeweiht worden, benannt nach dem deutschen Chemiker Justus von Liebig (1803-1873). Im Zuge des bwForClusters Justus konnten zunächst Forschende aller Landesuniversitäten im Bereich theoretische Chemie die Rechenleistung dieses Hochleistungscomputers nutzen, die mehr als 5000 herkömmlichen Laptops entspricht. Über 280 Veröffentlichungen der vergangenen Jahre kamen mit Hilfe von Justus zustande.

Der Supercomputer „Justus“ermöglicht komplexe Simulationen im Zuge des Forschungs-Cluster Computational Chemistry and Quantum Sciences
Der Supercomputer „Justus“ermöglicht komplexe Simulationen im Zuge des Forschungs-Cluster Computational Chemistry and Quantum Sciences (Bild: ©Elvira Eberhardt)

So ermöglichte Justus etwa ein besseres Verständnis von Prozessen an der elektrochemischen Grenzfläche – dies ist insbesondere für die Batterieforschung wichtig. Zusätzliche Erkenntnisse betreffen die Nanotechnologie sowie die Weiterentwicklung von Medikamenten.

Die jetzt beschlossene Ko-Finanzierung des Nachfolge-Cluster „Computational Chemistry and Quantum Sciences“ durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst (MWK) erfolgt im Zuge der Digitalisierungsstrategie digital@bw. In Zukunft soll die Rechenleistung des Ulmer Supercomputers nicht nur Chemikern zur Verfügung stehen, sondern auch Forschenden aus Quantentechnologie und Festkörperphysik.

Mehr Geld mehr Forscher

Insbesondere bei der Übertragung von Erkenntnissen aus der Quantentechnologie in die Praxis, wie sie beispielsweise im Zentrum des Ulmer Antrags für ein Exzellenz-Cluster steht, sind Computersimulationen wertvolle Ergänzungen zu Theorie und Experiment. Dabei reichen Anwendungsgebiete von der Biomedizin bis zur Batterieforschung.

Professor Stefan Wesner, Leiter des Kommunikations- und Informationszentrums (kiz) der Universität Ulm, sagt: „Als System der Tier Ebene 3 der Leistungspyramide kann das neu bewilligte Forschungs-Cluster fokussiert für die Chemie und verwandte Disziplinen angeboten werden. Wir können so vielen zusätzlichen Forschergruppen in Baden-Württemberg einen einfachen Zugang zu leistungsfähigen Rechenressourcen und der dafür benötigten Software bieten.“

Wie Justus wird das nun bewilligte Nachfolgesystem vom kiz betrieben. Vergleichbare Angebote für andere Disziplinen gibt es an weiteren Landesuniversitäten, die alle über das Hochschulnetz BelWü (100 Gigabit/Sekunde) miteinander verbunden sind.

Der Rahmen und die Förderung

Die Erneuerung des Forschungs-Cluster folgt den strategischen Zielen der baden-württembergischen Universitäten für das High Performance Computing (HPC) sowie für die Speicherung und Verarbeitung großer wissenschaftlicher Datenmengen. Auf dem Weg zu einer integrierten landesweiten Rechen- und Dateninfrastruktur bietet zudem das Begleitprojekt bwHPC-S5 („Scientific Simulation and Storage Support Services“) Forschenden Unterstützung zur effizienten Nutzung der Rechen- und Speichersysteme: Am Standort Ulm steht ihnen im „HPC Kompetenzzentrum Computational Chemistry and Quantum Sciences“ ein Team mit IT-Sachverstand und Expertise in Chemie, Quanten- sowie Festkörperphysik zur Seite. Auch dieses Begleitprojekt wird durch das MWK gefördert.

Die gesamte Investitionssumme für das Justus Nachfolge-Cluster“ setzt sich aus der bewilligten DFG-Förderung in Höhe von 2.350.000 Euro sowie einer zugesicherten Ko-Finanzierung des MWK in Höhe von 1.500.000 Euro und ergänzenden Eigenanteilen der Universitäten Freiburg, Stuttgart sowie Ulm zusammen. Das MWK unterstützt mit seiner Strategie zum High Performance und Data Intensive Computing (DIC) den Ausbau der digitalen Infastruktur in Baden-Württemberg. Dazu hat das Ministerium der DFG mehrere Anträge vorgelegt:

Parallel zum Ulmer Forschungs-Cluster wurden Projekte an den Universitäten Freiburg, Tübingen, Heidelberg sowie am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) bewilligt. Von 2017 bis 2024 steht rund eine halbe Milliarde Euro zur Finanzierung der HPC-Landesstrategie zur Verfügung.

* Annika Bingmann arbeitet in der Abteilung Presse- und Öffentlichkeitsarbeit der Universität Ulm.

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