Rechenleistung von Supercomputern wächst rasant

Die Rechenleistung von besonders leistungsstarken Supercomputern ist in den vergangenen 20 Jahren sprunghaft angestiegen. Das zeigt die Statista-Grafik auf Basis von Daten des Supercomputer-Portals Top500.org. Im Jahr 2001 hatte der damals stärkste Supercomputer der Welt, der ASCI White des IT-Unternehmens IBM, eine maximale Rechenleistung von 7 TeraFLOP pro Sekunde. Der schnellste Supercomputer der Gegenwart, der Fugaku von Fujitsu, bringt es dagegen auf eine Leistung von 442.010 TeraFLOP pro Sekunde. Die Rechenleistung von Fugaku ist also um den Faktor 63.144 höher als die von ASCI White. FLOP/s steht für Floating Point Operations per second und bezeichnet die Anzahl der ausführbaren (Gleitkomma-) Rechenoperationen pro Sekunde. Ein Supercomputer mit der Leistung von 1 TeraFLOP pro Sekunde kann 1 Billion Rechen-Operationen pro Sekunde ausführen.

Die meisten dieser digitalen Giganten finden ihren Einsatz in der Industrie. Hier berechnen sie u.a. komplexe Simulationen. Die im Halbjahres-Rhythmus veröffentlichte Top-500-Liste der rechenstärksten Computer ist ein Indikator dafür, wo Forschung mit Big Data am intensivsten betrieben wird. Die meisten dieser Rechner stehen in den USA, Japan und China.

Die Zukunft gehört allerdings nicht den Supercomputern, sondern den Quantencomputern. Der Vorteil des Quantencomputers ist, dass er unter bestimmten Bedingungen mehrere parallele Rechenoperationen gleichzeitig berechnen kann, für die selbst heutige Supercomputer Jahrzehnte bräuchten. Die kleinste Informationseinheit klassischer Computer sind sogenannte Bits, welche nur einen Zustand zwischen 0 und 1 annehmen können. Ein Quantencomputer rechnet dagegen mit Quantenbits, genannt „Qubits“. Diese können sich im Zustand der Superposition miteinander verschränken und so unendlich viele Zustände zwischen 0 und 1 einnehmen. Im Jahr 2019 fertigte Google den Quantencomputer „Sycamore“ mit 53 Qubits an. Dieser löste eine Rechenaufgabe in dreieinhalb Minuten, für die ein Supercomputer rund 10.000 Jahre benötigt hätte. Die Entwicklung von Quantencomputern ist sehr komplex, dennoch plant IBM für das Jahr 2023 ein Quantencomputer mit über 1.000 Qubits.