Deutscher Supercomputer rechnet mit Licht – 100-mal schneller als bisher

In Kürze

90 Prozent weniger Energieverbrauch durch den Wegfall aufwendiger Kühlung: Photonische Chips erzeugen keine Hitze.

100-fache Steigerung der Rechenkapazität, da mehr Rechenleistung auf engerem Raum möglich wird

16-Bit-Gleitkommagenauigkeit und nahezu 100-prozentige Präzision bei sämtlichen Rechenoperationen

Nahtlose Integration in bestehende IT-Infrastruktur

Was bislang wie Science-Fiction klang, wurde im Juli 2025 Realität: Rechnen mit Licht. Klassische Chips basieren auf Elektronen, die durch winzige Leiterbahnen fließen. Die neue Generation hingegen arbeitet mit Photonen – Lichtteilchen, die mit Lichtgeschwindigkeit Informationen übertragen. Diese Technologie verspricht eine neue Ära bei der Beschleunigung anspruchsvoller Anwendungen aus KI und Wissenschaft.

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Das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) gilt als eines der größten und modernsten Supercomputingzentren Europas. Mit der Integration des photonischen Prozessors unternimmt das Team einen entscheidenden Schritt in Richtung nachhaltiger und leistungsfähiger IT-Architekturen. Möglich wurde das Projekt durch Förderung des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt.

Mehr Leistung, weniger Energieverbrauch

Zur feierlichen Inbetriebnahme begrüßte Bundesministerin Dorothee Bär die Gäste aus Wissenschaft, Politik und Industrie:

„Die Integration des photonischen Prozessors von Q.ANT in das Leibniz-Rechenzentrum ist ein beeindruckender Beweis für deutsche Spitzentechnologie und eine Erfolgsgeschichte der deutschen Forschungsförderung. […] Mit unserer Hightech Agenda Deutschland werden wir uns künftig noch deutlich stärker für Forschung und Innovation in unseren wichtigen Schlüsseltechnologien einsetzen.“

Auch der bayerische Wissenschaftsminister Markus Blume zeigte sich begeistert:

„Rechnen mit Licht statt Strom – was lange nach Science-Fiction klang, wird jetzt Wirklichkeit. In Garching ist erstmals weltweit ein photonischer KI-Server im Rechenzentrum im Einsatz: 90 Prozent weniger Energieverbrauch bei 100-facher Leistung.“

Und Prof. Dr. Dieter Kranzlmüller, Leiter des LRZ, sagte:

„Mit diesem Praxiseinsatz kommen wir unserem Ziel entscheidend näher, energieeffiziente Infrastrukturen für Supercomputing und KI zu etablieren.“

Neue Maßstäbe für Supercomputer

Der photonische Server von Q.ANT basiert auf der sogenannten Light-Empowered-Native-Arithmetics-Architektur und wurde speziell für komplexe KI- und Simulationsanwendungen entwickelt. Statt winziger Transistoren schalten auf dem Chip Strukturen aus dünnem Lithium-Niobat Lichtwellen in Sekundenbruchteilen, ohne Energieverluste durch Wärmeentwicklung.

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Mit den ersten installierten Einheiten am LRZ startet eine intensive Testphase. In realen Anwendungsszenarien wird evaluiert, wo photonische Beschleuniger klassische Technologie überflügeln. Im Fokus stehen Aufgaben wie:

• Klimamodellierung
• Medizinische Echtzeitbildgebung
• Materialsimulationen für die Fusionsforschung
• KI-Inferenz und Computer Vision

Ziel ist, konkrete Maßstäbe und neue Standards für die Leistungsfähigkeit und Energieeffizienz von Rechenzentren zu setzen.

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Technische Highlights

Der Native Processing Server von Q.ANT ist jetzt integraler Bestandteil der Supercomputerinfrastruktur im Leibniz-Rechenzentrum. Foto: Q.ANT GmbH

Deutschlands Supercomputer an der Spitze der Technologierevolution

Die weltweit einzigartige Installation macht Deutschland und Europa zum Vorreiter in der Nutzung photonischer Co-Prozessoren. Sie beweist den Erfolg einer engen Zusammenarbeit von Wissenschaft, Wirtschaft und Politik in der Zukunftstechnologie.

Dr. Michael Förtsch, CEO und Gründer von Q.ANT, betonte den Pioniergeist:

„Erstmals in der Geschichte betreiben wir photonische Prozessoren in einem Höchstleistungsrechenzentrum mit realen Aufgaben. […] Dies ist ein entscheidender Schritt auf dem Weg, Photonic Computing bis 2030 in den Mainstream der Computerarchitektur zu integrieren.“