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Ausgabe 212

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  • Europa und die welt
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Das unparteiische, unabhängige Magazin für ÖsterreicherInnen in aller Welt mit dem Schwerpunkt „Österreich, Europa und die Welt“ erscheint vier Mal im Jahr.

ÖSteRReIcH JOuRNAl NR.

ÖSteRReIcH JOuRNAl NR. 212 / 29. 10. 2024 Wissenschaft 154 lich wie ein mechanisches Getriebe eine langsame Rotation durch passende Zahnräder in eine schnellere Rotation übersetzen kann.“ Dafür verwendete man ultrakurze Infrarot-Laserpulse, die aus einer Reihe unterschiedlicher Infrarot-Frequenzen bestehen. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Frequenzen ist immer gleich, so wie der Abstand zwischen benachbarten Zähnen eines Kamms, daher spricht man in diesem Fall auch von einem „Frequenzkamm“. Dieser Frequenzkamm aus Infrarot-Licht trifft auf Xenon-Gas, die Xenon-Atome reagieren dann auf das Infrarot-Licht, indem sie auf sehr exakt vorhersehbare Weise UV-Licht produzieren. Dieses UV-Licht wird dann auf einen winzigen Kristall geschickt, der Thorium-Atomkerne enthält. „Dieser Kristall ist gewissermaßen das Herzstück des Experiments“, sagt Thorsten Schumm. „Er wurde bei uns in Wien am Atominstitut produziert, mehrere Jahre Entwicklungsarbeit waren nötig, um das dafür nötige Know-How zu entwickeln.“ So entstand die erste Atomkern-Uhr der Welt. Eine Präzisionssteigerung liefert dieser erste Prototyp noch nicht – aber das war von vornherein klar. „Uns ging es immer darum, eine neue Technologie zu entwickeln. Wenn die erst mal da ist, kommt die Qualitätssteigerung dann ganz von selbst, das war immer schon so“, sagt Thorsten Schumm. „Die ersten Autos waren auch noch nicht schneller als Kutschen. Es ging darum, ein neues Konzept vorzustellen. Und genau das ist uns jetzt mit der Atomkern-Uhr gelungen.“ Präzisionsrekord Möglich wurde dadurch auch eine um Größenordnungen genauere Vermessung der Thorium-Zustände. „Als wir den Übergang erstmals angeregt haben, konnten wir die Frequenz auf einige Gigahertz genau bestimmen. Das war bereits um mehr als einen Faktor tausend besser als alles, was davor be - kannt war. Jetzt aber haben wir eine Präzision im Bereich von Kilohertz – also noch einmal eine Million mal besser“, sagt Thorsten Schumm. „Wir rechnen damit, auf diese Weise die besten Atomuhren in zwei bis drei Jahren zu überholen.“ Diese Technologie soll nicht nur deutlich präzisere Zeitmessungen ermöglichen als bisherige Uhren, auch andere physikalische Größen sollen sich dann in weiterer Folge präziser messen lassen. In vielen Forschungs - bereichen könnte diese Thorium-Technologie wichtige Fortschritte liefern, von der Foto: Technische Universität Wien Foto: Technische Universität Wien Der Thorium-Kristall - mit einer Größe von ungefähr einem Millimeter Blick ins Innere des Experiments: Der Laser kommt durch das Loch im Parabolspiegel, trifft den Kristall und dann den gelben Fluoreszenzschirm. Geologie bis zur Astrophysik. Eine der er - hofften Anwendungen: Man könnte mit dieser extremen Präzision nun auch die fundamentalen Gesetze der Natur unter die Lupe nehmen und untersuchen, ob die Naturkonstanten vielleicht gar nicht perfekt konstant sind, sondern sich möglicherweise in Raum und Zeit ändern. Quantum Physics & Quantum Technologies Quantum Physics & Quantum Technologies ist – neben Computational Science & »Österreich Journal« – https://kiosk.oesterreichjournal.at En gineering, Materials & Matter, Information & Communication Technology sowie Energy & Environment – einer von fünf Forschungsschwerpunkten der Technischen Uni - versität Wien. Erforscht werden mögliche An wendungen von Quantenphänomenen. Die se reichen von fundamentalen Wechselwirkungen der Elementarteilchen über Strah - lungsquellen für ultrakurze Photonenpulse bis hin zur Steuerung der Zustände einzelner Atome und damit zu Bauelementen für den Quantencomputer. • https://www.tuwien.at/

ÖSteRReIcH JOuRNAl NR. 212 / 29. 10. 2024 Wissenschaft Startschuß für neues Supercomputer-cluster 155 Mit dem Startschuß des „Multi-Site Computer Austria“ (MUSICA) wird ein Supercomputer-Cluster realisiert, der auf einzigartige Art und Weise an den Stand - orten Wien, Linz und Innsbruck gleichzeitig arbeiten wird. Die Universität Wien ist als Projektpartner neben BOKU University, Uni - versität Innsbruck, Technische Universität Graz, Johannes Kepler Universität Linz be - teiligt. Die Projektko ordination liegt bei der Technischen Universität Wien. Schon in der Vergangenheit wa ren Österreichs leistungsfähigste Supercomputer (die Vienna Scientific Clusters, VSCs) von mehreren Universitäten gemeinsam betrieben worden – bisher allerdings an einem zentralen Ort, mit online-Zugang für alle teilnehmenden Institutionen. Die Computerhardware selbst auf mehrere Standorte zu verteilen und damit High- Performance-Computing mit Cloud-Computing zu verbinden, ist die große Neuerung des MUSICA-Projekts. Der MUSICA-Stand - ort in Wien wird über 112 GPU- und 72 CPU-Knoten verfügen. Die Standorte in Innsbruck und Linz jeweils über 80 GPUund 48 CPU-Knoten. Die Aufteilung des Sy - stems auf drei Standorte soll für eine erhöhte Resilienz sorgen. Alle drei Standorte werden zentral konfiguriert und verwaltet, können aber auch völlig autark betrieben werden. Für die Nutzerinnen und Nutzer wird MUSI- CA wie ein einzelnes HPC-System funktionieren. Maximale Rechenleistung mit minimalem Energieverbrauch Das System ist großteils direkt wassergekühlt – die Wärmeabfuhr erfolgt mittels was - serdurchflossenen Kühlelementen auf Prozessoren, „Graphics Processing Units“ (GPU) und Arbeitsspeichern, womit der Energieaufwand für die Kühlung massiv gesenkt wird. Durch hohe Wassertemperaturen von etwa 40 Grad Celsius kann fast das ganze Jahr über die Abwärme direkt an die Umgebungsluft abgeführt werden, ohne zusätzliche energieaufwendige Kühlgeräte. Die ho - he Kühlwassertemperatur ermöglicht die Der Multi-Site computer Austria (MuSIcA) wird sich in die 20 leistungsstärksten Systeme weltweit einreihen © EC-Audiovisual Service / Foto: Mohammed Didi Start für den „MUSICA“-Supercomputer – Meilenstein für die Forschungslandschaft Österreichs und die Spitzenforschung insbesondere in den Bereichen künstliche Intelligenz (KI) und Quanten – Investitionen in Höhe von insgesamt 36 Millionen Euro aus dem österreichischen EU-Aufbauplan und nationalen Mitteln Nachnutzung der Abwärme. In Wien erfolgt dies zur Beheizung benachbarter Gebäude. Am Standort Innsbruck ist die Einspeisung der Abwärme ins Fernwärmenetz vorgesehen. In Linz befindet sich die Kühlinfrastruktur noch in Planung. Der Betrieb von „MUSICA“ erlaubt somit maximale Re - chenpower für die Wissenschaft bei minimalem Energieverbrauch und setzt dadurch neue Maßstäbe in der Energieeffizienz am Stand der Technik. „Spitzenforschung ist heute mehr denn je auf entsprechende Infrastruktur und ausreichende Rechenleistung angewiesen. Das ,MUSICA-Projekt‘ ist ein Meilenstein für un - sere heimische Forschungslandschaft und ein entscheidender Beitrag für Spitzenforschung insbesondere im KI- und Quantenbereich. Mit unserer Investition von insgesamt 36 Millionen Euro in den Supercomputer- »Österreich Journal« – https://kiosk.oesterreichjournal.at Cluster MUSICA schaffen wir die Grundlage zukunftsträchtige Innovationen und bahnbrechende Forschungserkenntnisse. Es freut mich außerordentlich, daß der Aufbau des nächsten Supercomputers am Standort Wien be reits begonnen hat“, so Martin Polaschek, Bundesminister für Bildung, Wissenschaft und Forschung. Hintergrund: Forschungsinitiative »Quantum Austria« Das „MUSICA“-Projekt wird im Rahmen der Forschungsinitiative „Quantum Austria“ im Rahmen des österreichischen EU-Aufbauplans mit 20 Millionen Euro gefördert. Weitere Gelder in Höhe von 16 Millionen Eu - ro kommen aus nationalen Mitteln. Die Universität Innsbruck als Landesuniversität der Bundesländer Tirol und Vorarlberg beschafft aktuell einen neuen Quanten-

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