Deutsches Startup Q.ANT entwickelt energieeffizienten photonischen KI-Chip

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Dass KI nicht nur Probleme löst, sondern auch handfeste Auswirkungen hat, wird immer mehr Menschen bewusst: Die Analysten von Goldman Sachs etwa weisen darauf hin, dass der Energiebedarf für KI-Datenzentren bis 2030 voraussichtlich um satte 160 Prozent steigen wird. Laut dem Marktforschungsinstitut Gartner könnte das sogar dazu führen, dass bis zu 40 Prozent der existierenden KI-Rechenzentren aufgrund von Stromengpässen in ihrer Betriebsfähigkeit eingeschränkt werden.

Das Stuttgarter Start-up Q.ANT will das jetzt ändern. Seine "photonische Native Processing Unit" (NPU), die sowohl für KI-Anwendungen als auch für komplexe Simulationen entwickelt wurde, sitzt auf einer PCI-Express-Karte und ist damit voll kompatibel zur bestehenden Server-Landschaft. Gleichzeitig habe sie nach Angaben des Unternehmens "eine mindestens 30-mal höhere Energieeffizienz und signifikante Verbesserungen der Rechengeschwindigkeit gegenüber der herkömmlichen CMOS-Technologie."

Technische Vorteile und Perspektiven

Tests und Simulationen zur Bilderkennung zeigen, dass die NPU von Q.ANT zudem Modelle deutlich schneller trainieren kann und mit weniger Parametern bessere Ergebnisse erzielt. Nach Angaben des Unternehmens ermöglicht sie außerdem schnellere Lösungen für partielle Differentialgleichungen in Physiksimulationen, vereinfacht die Zeitreihenanalyse und verbessert die Effizienz bei der Lösung von Problemen der Graphentheorie. Wissenschaftliche Veröffentlichungen, die das belegen, liegen allerdings bisher nicht vor.

Made in Germany

"Silizium ist ein cooles Material, wenn es um Transistorenbau geht", sagt Michael Förtsch, CEO von Q.ANT, "aber für die Optik ist das Grütze. Deswegen habe ich damals schon das Dünnschicht-Lithiumniobat-Materialsystem postuliert, aber alle haben mir gesagt, das wird Sie nie in die Foundries dieser Welt bekommen. Und meine Reaktion darauf war: Dann bauen wir halt die Pilotlines selbst. Das haben wir getan und wir haben in Stuttgart unsere erste Pilotlinie zu diesem Thema aufgebaut und haben gezeigt, wir können diese Chips bauen." Alle drei Monate, sagt Förtsch, könne das Unternehmen jetzt eine neue Generation der Chips produzieren, weil sie die volle Kontrolle über den Produktionsprozess hätten. "Es ist auch in Deutschland möglich, im Logikbereich mal wieder ein Ausrufezeichen zu setzen".

Innovation durch Lichttechnologie

Photonische Chips rechnen mit Licht statt mit Elektronen. Daher entstehen in den Chips keine elektrischen Verluste – und daher keine Abwärme. Solche Chips könnten also eine energiesparsame Alternative darstellen. Doch obwohl Start-ups wie Lightintelligence oder Lighton schon erste photonische Chips anbieten, ist die Technologie bisher nicht besonders erfolgreich.

Am ersten photonischen Quantencomputer beteiligt

Q.ANT koordiniert auch das Förderprogramm PhoQuant des Bundesbildungsministeriums, in dem 13 Partner am Thema photonische Quantencomputer forschen. Daraus entstanden ist Europas größter Sampling-basierter Quantencomputer PaQS (Paderborn Quanten Sampler), der jetzt an der Universität Paderborn rechnet. . Ein zweites Gerät soll bald am Fraunhofer Forschungsinstitut für Optik und Feinmechanik (IOF) in Jena den Betrieb aufnehmen.

Dieser Beitrag ist zuerst bei t3n.de erschienen.

(vza)