Es ist gelungen Photonischer Chip stark zu verbessern. Ist damit analoges Rechnen möglich?

[Bunter Hund]

Es ist gelungen Photonischer Chip stark zu verbessern. Ist damit analoges Rechnen möglich?

Photonischer Chip - schnell und energieeffizient

Rechenzentren verbrauchen immer mehr Energie. Ein Start-up aus Stuttgart will Abhilfe schaffen und hat einen Chip entwickelt, der mit Licht statt mit Strom rechnet - und deutlich weniger Energie verbraucht. Von Frank Wittig.

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Rechnen mit LichtPhotonischer Chip für Rechenrekorde​

Stand: 06.03.2025 • 15:07 Uhr
Rechenzentren verbrauchen immer mehr Energie. Ein Start-up aus Stuttgart will Abhilfe schaffen und hat einen Chip entwickelt, der mit Licht statt mit Strom rechnet - und deutlich weniger Energie verbraucht.

Von Frank Wittig, SWR
Künstliche Intelligenz fordert immer mehr Leistung bei den großen Rechenzentren. So braucht eine Anfrage bei Chat-GPT etwa 10-mal so viel Strom wie eine einfache Anfrage bei Google. Das Start-up Q.ANT aus Stuttgart verspricht hier Hilfe.

Q.ANT hat jetzt mit dem Aufbau einer Fertigungsanlage für photonische Computerchips begonnen. Die rechnen nicht mit Strom, sondern mit Licht, sind viel schneller und verbrauchen viel weniger Energie als herkömmliche Prozessoren, verspricht der Hersteller. Bisher galt die Technologie als fehleranfälliger als die strombetriebenen Chips. Dieses Problem will das Stuttgarter Unternehmen nun gelöst haben. Schon in zwei Jahren sollen die ersten photonischen Chips auf den Markt kommen.




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Paralleles Rechnen macht den Chip schnell​

Einer der Vorteile der photonischen Chips besteht darin, dass sie eine große Zahl von Rechenoperationen gleichzeitig durchführen können. Der Trick: Auf ein und derselben Infrastruktur auf dem Chip kann man mit unterschiedlichen Wellenlängen, also mit verschiedenen Farben, verschiedene Rechnungen parallel durchführen. Unter anderem deshalb sind die Chips so schnell.

Ein weiterer Vorteil: Die Chips rechnen nicht digital - also mit Einsen und Nullen, sondern analog. Das passt vor allem zu Vorgängen in der Natur, die eben nicht digital sind, sondern analog. Hier verändern sich Größen kontinuierlich und machen keine digitalen Sprünge. Das kann man auch am besten analog berechnen - man spart sich also den Umweg über das binäre System.

Schon seit Jahrzehnten haben Forschende versucht, diese der Natur angemessene Rechentechnik zu verwirklichen. Michael Förtsch, einer der Geschäftsführer der Stuttgarter Chipschmiede Q.ANT, erklärt, mit ihrem photonischen Chip sei ihnen der Durchbruch gelungen. "Das ist uns jetzt weltweit zum ersten Mal gelungen, dass wir ein solches Rechenelement, das die von uns aufgestellten Gleichungen der Natur direkt berechnen kann, zum ersten Mal realisiert haben und Ergebnisse in einer Qualität erzeugen, wie sie die Welt noch nicht gesehen hat.“

 

[Lupo]

Hm. Analoges Rechnen war schon immer möglich.

Zum Beispiel ist der gute alte Rechenschieber ein Analogrechner, mit dem Multiplikation und Division zweier Zahlen als Addition und Subtraktion ihrer, als Strecken auf verschieblichen Skalen dargestellten Logarithmen durchgeführt wurden. Oder bei Uhren: Die Digitaluhr, die eine Uhrzeit per Klartext anzeigt, ist relativ neu - die Analoguhr, die die vom Tag verstrichene Zeit durch eine Zeigerstellung anzeigt, gibt es schon seit Jahrhunderten.

Oder die Nadel eines Seismographen: Sie ist ein analoges Messinstrument, dessen Ausschlag analog zur Stärke der registrierten Erschütterung ist. Bei entsprechender Eichung kann die Nadel die Erdbebenmessung dann direkt in die nach oben offene Richter-Skala einschreiben.

Ein anderes, richtig als Analogrechner bezeichnetes Schätzchen hatte ich mal kurz auf der Uni kennen gelernt. Hier wurden mathematische Gleichungen durch elektrische Schaltungen nachgebaut. Grundgedanke ist etwa: Zwei hintereinander geschaltete Widerstände addieren sich. Elektrischem Strom, den man da durchschickt, erfährt die analogen Änderungen wie eine Zahl, die man durch entsprechende mathematische Operaturen hindurchschickt.

Der Witz bei der Analogrechnerei ist eben, dass gar nicht gerechnet wird. Man erstellt ein System, dass sich analog zu dem, was man beobachten will, verhält. Und auf dieser Basis ließen sich schon lange vor den digitalen Computern anspruchsvolle Aufgaben erfüllen. Militärisch natürlich, leider. Etwa der Vorhaltrechner für Torpedos bei den U-Booten. Oder insgesamt die Feuerleitung für die Artillerie.

Das Ganze hatte schon längst einen museal-nostalgischen Touch, als ich diesen Analogrechner an der Hochschule gesehen habe, aber die Versuchstechniker schwärmten von dem Ding, weil es sich viel besser und einfacher in Versuche integrieren ließ als ein digitaler Rechner.

Also: Für analoges Rechnen braucht‘s keinen Photonenchip - ich würde nach wie vor Potatochip Salt&Vinegar bevorzugen.