Quanten für Österreich und Hilfe bei der KI

Atos präsentierte anlässlich der Technology Days 2018 im Juli in Paris unter dem Motto »Artificial Intelligence in Motion« eine neue Software-Suite zur vereinfachten und verbesserten Einführung von KI-Technologien (AI, künstliche Intelligenz). Die »Atos Codex AI Suite« soll die bisher umfassendste Softwareplattform für KI-Technologien sein und Unternehmen bei der Entwicklung, Bereitstellung und Verwaltung von KI-Anwendungen optimal unterstützen. Maschinelles Lernen sowie Deep Learning und eine neue Generation von KI-Anwendungen, die Situationen wahrnehmen, abschätzen und darauf reagieren und sich anpassen können, gehören zum Funktionsumfang.

Die Nutzung vorhandener Daten zur Erschließung neuer Geschäftsfelder wurde besonders in der Keynote von Thierry Breton, Chairman und CEO Atos, hervorgehoben. »Das Datenvolumen, das wir produzieren, verdoppelt sich alle 18 Monate. Keine menschliche Ressource oder Intelligenz reicht aus, um diese Flut zu bewältigen. Und dieses gigantische Wachstum ist der Treibstoff der KI, die vielfältige neue Möglichkeiten eröffnet.« Unternehmen sollten jedoch im Vorfeld einer KI-Einführung geeignete Einsatzfelder identifizieren, in denen sie am sinnvollsten zum Einsatz kommen kann, für Zugriff auf ausreichende Rechenleistung zur Bewältigung der Datenmengen sorgen und die Sicherheit der Daten im Auge behalten.

Kostenminimierung durch Cloud

Die Atos Codex AI Suite bietet die optimale Leistung, da nur jeweils genau passende Ressourcen zugewiesen werden. Wann immer möglich, werden Cloud-Ressourcen verwendet, jene aus dem Bereich »High Performance Computing (HPC)« nur bei Bedarf. Das soll helfen, die Grenzen bisheriger Analysen und Simulationen zu überwinden und zum Beispiel neue Anwendungen in den Bereichen der Präzisionsmedizin, für die präskriptive Sicherheit, Personenerkennung und in den Sparten Medizin, Zivilschutz, Smart Cities sowie intelligente und autonome Rechenzentren zu entwickeln.

Bild oben: Philippe Duluc, Atos, verrät, was er sich wünscht: »1.000 QBits. Das wäre das leistungsfähigste System auf dem Planeten. Das wird aber noch Jahre oder Jahrzehnte dauern.« (Foto: Atos)

»Diese Software-Suite ist ein weiterer Schritt, um unsere Kunden bei ihrer eigenen digitalen Transformation zu unterstützen. Die Atos Codex AI Suite bewältigt mit einer neuen Generation kognitiver Anwendungen, die komplexe Funktionen adressieren können, neue Herausforderungen in Unternehmen, Wissenschaft und Industrie«, sagt Arnaud Bertrand, Senior Vice President, Strategy and Innovation Atos.

Die Suite ist Atos zufolge die erste infrastrukturunabhängige Lösung auf dem Markt und ab sofort verfügbar. Sie kann als eigenständige Software-Plattform oder zusammen mit einer Server-Infrastruktur erworben werden. 

Simulator für Quantencomputing

Ein Bereich, in dem Atos verstärkt auf Forschung und Entwicklung setzt, ist das Quanten-Computing. Denn die künftig benötige Rechenleistung bei zunehmender Digitalisierung wird auf den Wegen der klassischen Physik nicht mehr zur Verfügung gestellt werden. Dazu Phillipe Duluc, CTO Big Data und Cybersecurity Atos, im Interview: »Die Geschwindigkeit der Prozessoren wird nicht unendlich lange weiter steigen können, wir nähern uns rasch dem Ende der Fahnenstange. Schaltkreise sind heutzutage bereits nur mehr rund 20 Atome schmal, da ist bald Schluss. Das Moore‘sche Gesetz gilt nicht mehr. Deshalb haben wir uns schon vor einiger Zeit dem Konzept des Quantencomputers zugewandt, der in ferner Zukunft – hoffentlich – heute noch unvorstellbare Rechenleistung zur Verfügung stellen wird.«

Atos arbeitet mit allen namhaften Universitäten, Instituten und Wissenschaftlern weltweit intensiv in dem Feld zusammen und hat zur Vorbereitung auf das Quantencomputing, das enorme Herausforderungen bietet, eine sogenannte »Quantum Learning Machine (QLM)« auf den Markt gebracht. Dabei handelt es sich um den weltweit leistungsstärksten kommerziell verfügbaren Quantensimulator.

Bild oben: Robert Kolmhofer, FH OÖ: »Wollen Studierenden eine Ausbildung für das nächste technologische ›Big Thing‹ Quanten-Computing bieten.« (Atos)

Thierry Breton im Gespräch: »Erst diesen Juni haben wir eine QLM an die Fachhochschule Hagenberg in Ober­österreich als erste Hochschule im deutschsprachigen Raum geliefert. ForscherInnen und Studierende am Campus Hagenberg haben den Sprung in die Quantenwelt gemacht und habe jetzt die Möglichkeit, Algorithmen und Software für die Quantencomputer der Zukunft zu entwickeln und zu testen.«

Diese QLM kann 30 Quantenbits (Qubits) simulieren und ist bis zu 40 Qubits ausbaufähig. Damit stellt sie den derzeit schnellsten kommerziell verfügbaren Computer zur Quantenprogrammierung dar. Sie soll der Fachhochschule Ober­österreich den Wissensvorsprung in der Ausbildung und der anwendungsorientierten Forschung im Bereich neuer Computertechnologien sichern. »Wir wollen so unsere Spitzenposition im Bereich der europäischen Sicherheitsforschung weiter stärken und den Studierenden eine zukunftsorientierte Ausbildung für das nächste technologische ›Big Thing‹ Quanten-Computing bieten«, sagt Prof. Robert Kolmhofer, Leiter des Departments Sichere Informationssysteme am FH OÖ Campus Hagenberg.

Quantencomputer sollen in den kommenden Jahren die Datenverarbeitung revolutionieren. Diese Rechner nutzen quantenmechanische Effekte, um derzeit unlösbare Rechenaufgaben zu bewältigen. »Auch für Sicherheitsanalysen sollen steigende Volumen an Informationen verarbeitet werden, gleichzeitig ist aber die Sicherheit bei der Verarbeitung zu gewährleisten. Genau hier setzen wir mit unserer Forschung an«, sagt Kolmhofer.

Was ist ein Quantencomputer

Quanten sind die kleinsten bekannten Bausteine der Materie. Protonen und Neutronen bestehen aus ihnen. Die Quantenphysik, entwickelt ab den 20er-Jahren des vorigen Jahrhunderts, revolutioniert immer noch unser Weltbild. Denn Teilchen lassen sich nicht so einfach festmachen, sie sind überall gleichzeitig und gleichzeitig Teilchen und Welle. Dieser Effekt wird »Superposition von Zuständen« genannt und soll zur parallelen Berechnung zahlreicher Operationen genutzt werden.

Bei einem Quantencomputer kommen sogenannte Qubits zum Einsatz. Das sind Ionen, die in einer Falle nahe dem absoluten Nullpunkt gefangen sind. Normale Bits auf dem Rechner können nur jeweils zwei unterschiedliche Werte annehmen: 0 und 1, beziehungsweise »ein« und »aus«. Ein Qubit jedoch kann sich dagegen für eine bestimmte Zeitspanne, die sogenannte Kohärenzzeit, in einem Zwischenzustand aus Null und Eins befinden. Durch die Messung geht das Qubit dann in einen der beiden klar definierten Zustände über, sodass man das Messergebnis in einem »klassischen« Bit speichern kann. In der Fachsprache nennt man den Verlust der Superposition »Dekohärenz«.

Das erfolgt in einer Geschwindigkeit, die in der klassischen silikonbasierten Physik nicht annähernd realisiert werden kann. Derzeitige Prototypen von Quantencomputern kommen auf bis zu 40 QBits, was für einfache Rechenoperationen reicht.