Am Samstag öffnen Berlins Wissenschaftseinrichtungen ihre Türen für die Lange Nacht der Wissenschaften. Auch das Zuse-Institut Berlin ist mit dabei und präsentiert sein Supercomputing-System „Lise“. Im Interview erklärt Institutspräsident Christof Schütte, was Besucher erwartet und wie die Forschung mit Hochleistungsrechnern abläuft.
Was ist das Besondere an „Lise“?
„Lise“ ist eines von mehreren Supercomputing-Systemen am Zuse-Institut und mit Abstand das größte. Seine Rechenleistung entspricht mehreren Tausend Laptops, und es füllt das gesamte Kellergeschoss des Instituts. Besucher können bei Führungen einen Blick darauf werfen.
Wer kann die Rechenkapazitäten nutzen?
Die Systeme stehen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in ganz Deutschland zur Verfügung, jedoch nicht ohne Hürden. Wer Rechenzeit nutzen möchte, muss ein Projekt einreichen, das von einem Auswahlausschuss geprüft wird und wissenschaftlich höchste Qualität nachweisen muss.
Wofür werden die Supercomputer eingesetzt?
Das Zuse-Institut ist auf Simulationen spezialisiert, die vor allem für molekulare Fragen relevant sind. Dazu gehören die Entwicklung neuer Energiematerialien und die Medikamentenentwicklung. Ein zweiter Schwerpunkt liegt auf der Bearbeitung von KI-Problemen. Der dritte Bereich sind die Geowissenschaften, darunter Meeres- und Ozeanforschung sowie Klimasimulationen. Dies ist möglich, weil Berlin und Potsdam eine sehr dichte Landschaft an Geoinstituten aufweisen.
Wie profitieren wir im Alltag von diesen Berechnungen?
Ein aktuelles Beispiel ist die medizinische Forschung zu Alternativen für das synthetische Opioid Fentanyl. Dieses Medikament wird häufig als Rauschgiftsubstitut missbraucht; in den USA sterben jedes Jahr Hunderttausende daran, und auch in Europa nimmt die Welle zu. Das Institut versucht, den Wirkstoff durch ein anderes Schmerzmedikament zu ersetzen, das gezielt die gefährlichen Nebenwirkungen von Fentanyl vermeidet. Die notwendigen Berechnungen – wie ein Wirkstoff mit menschlichen Zellen interagiert, wie er seine Wirkung entfaltet und wie man ihn optimieren kann – dauern selbst auf den größten Rechnern der Welt mehrere Wochen. Wenn das Projekt die klinischen Testphasen übersteht, könnte es eines Tages im Alltag ankommen.
Weitere Beispiele aus der Praxis
Auf den Großrechnern wird gerade die nächste Generation von Solaranlagen optimiert, bevor sie auf den Markt kommt. Auch eine Photovoltaikzelle, die bis vor Kurzem den Weltrekord beim Wirkungsgrad hielt, beruht auf Berechnungen der Systeme des Zuse-Instituts.
Was begeistert den Institutspräsidenten persönlich?
Christof Schütte ist besonders von einem Projekt fasziniert, das globale Daten zur Waldentwicklung analysiert. Anhand von Satellitendaten wird berechnet, wo die Erde gerade Biomasse auf- oder abbaut. Damit können Aussagen über CO₂-Speicherung und CO₂-Entwicklung getroffen werden. Es handelt sich um ein sehr großes Projekt mit einem hohen KI-Anteil.
Welcher Zusammenhang besteht zwischen Supercomputern und KI?
Supercomputer können Teil einer KI-Infrastruktur sein. Sie werden genutzt, um große KI-Modelle zu betreiben oder weiterzuentwickeln, wobei das Weiterentwickeln deutlich aufwendiger ist. Ein fertiges Sprachmodell kann heute auf jedem Handy laufen, aber um ein solches Modell zu trainieren – es also erst einmal zu erstellen –, benötigt man gigantische Rechenkapazitäten.
Wie wird die Forschung der Öffentlichkeit nähergebracht?
Neben Führungen in den Rechnerraum erklärt das Institut die Funktionsweise der Technologie. Es gibt anschauliche Experimente, bei denen Besucher selbst KI-Tools ausprobieren und erleben können, wie die Forschung aussieht. Zudem werden mehrere Vorlesungen angeboten, die den Unterschied zwischen aktueller Forschung und dem, was heute schon auf dem Handy möglich ist, erklären.
Die Bedeutung von Wissenschaftskommunikation
Für Schütte ist es ein fundamentaler Punkt, Forschung einer breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Gerade jetzt müsse man den Menschen erklären, was es mit den neuen Technologien auf sich hat, welche Möglichkeiten, aber auch welche Risiken bestehen. Nur wenn Bürgerinnen und Bürger in einer verständlichen Sprache informiert werden, könne man in der Demokratie davon ausgehen, dass die Gesellschaft diese Technologien richtig einsetzt und kontrolliert.
