Quantencomputing trifft auf Klimamodellierung: Eindrücke aus dem DKRZ-Workshop

ORCA Computing gilt als einer der Pioniere in der Entwicklung von Full-Stack-Photonik-Quantencomputersystemen, während ParTec auf hochmodernes High-Performance-Computing (HPC)-Design spezialisiert ist. Ziel des Workshops war es, die Schnittstelle zwischen Quantencomputing (QC) und computergestützter Klimamodellierung zu erkunden. Spezialist:innen aus den Bereichen Klimamodellierung, HPC, QC und Informatik kamen zusammen, um die Zukunft von QC in diesem Bereich zu diskutieren.

Die Klimaforschungsgemeinschaft steht derzeit vor einer großen Herausforderung: Die Leistung neuer HPC-Systeme steigt trotz erheblicher finanzieller Investitionen nur langsam an. Dies wirft die Frage auf, ob QC in Zukunft eine mögliche Lösung und strategische Notwendigkeit darstellen könnte. Die Erdsystemmodellierung arbeitete stets an der Grenze der verfügbaren Rechenressourcen und ist daher seit jeher an der Erforschung neuer Technologien interessiert.

Während des Workshops diskutierten die Teilnehmenden über mehrere Schlüsselthemen. Dazu gehörten algorithmische Fortschritte bei QC im Vergleich zu herkömmlichen HPC-Algorithmen in der Klimamodellierung, die Identifizierung potenzieller Anwendungsfälle und Algorithmen in der Klimaforschung, die von QC profitieren könnten, sowie die ersten Schritte, die zur Entwicklung und Bewertung dieser Anwendungen erforderlich sind.

Darüber hinaus zielte der Workshop darauf ab, das Bewusstsein zu schärfen und die Entwicklung der erforderlichen Fähigkeiten zu fördern und potenzielle Partnerschaften zwischen HPC-, QC- und Klimamodellierungsgruppen anzustoßen. Desweiteren wurde auch über Quantencomputerinitiativen im Raum Hamburg und München diskutiert.

Die lebhaften Diskussionen unterstrichen das Potenzial der Quantentechnologie, neue Erkenntnisse zu erschließen und die Genauigkeit von Klimamodellen zu verbessern. Auch wenn Quantencomputer und Klimamodellierung momentan noch wenig Berührungspunkte haben, förderte dieser Workshop das gegenseitige Verständnis zwischen den QC- und Klimamodellierungsgemeinschaften. Er könnte den Auftakt zu einer transformativen Entwicklung in der Klimawissenschaft bilden und markiert möglicherweise den ersten Schritt zur Neugestaltung der Klimamodellierung durch das Potenzial der Quantenmechanik.

Die Teilnahme am Workshop war nur auf Einladung möglich.

Teilnehmer:innen des Workshops "Quantum Computing in Computational Climatology"  am DKRZ in Hamburg.