Jahresbericht der Universit

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III Forschung
Jahr seine Spitzenstellung an andere Neuentwicklungen abtreten musste, aber es ist
auch das Motiv für ein neues Projekt unserer Gruppe, genannt „iDataCool“, das im letzten
Jahr zusammen mit dem RZ der UR und IBM erfolgreich umgesetzt wurde. Bei „iDataCool“
erfolgt die Wasser-„kühlung“ bei so hohen Temperaturen (etwa 65 Grad Celsius),
dass nicht nur sogenanntes „freies Kühlen“ an der Außenluft möglich ist, sondern
auch die Abwärme genutzt werden kann, insbesondere zum Betrieb von Adsorptions-
Kältemaschinen und somit zur Kühlung anderer Rechner. Das letztere wird in Zukunft an
einem gegenwärtig im Aufbau befindlichen Computer-Rack demonstriert werden, das
Graphik-Prozessoren (GPUs) als Acceleratoren bei der Analyse unserer Gitter-QCD-Daten
verwenden wird. Um dies alles möglich zu machen, wurden die iDataCool-Racks in der
mechanischen Werkstatt der Fakultät für Physik weitgehend umgebaut.
Ein anderes Merkmal des SFB/TR ist die enge Zusammenarbeit zwischen Physikern und
Mathematikern bei der Entwicklung verbesserter numerischer Methoden. Da sich Fortschritte
auf diesem Gebiet unmittelbar in eingesparte Computer-Kosten in Millionenhöhe
umrechnen lassen, ist ein derart ausgewogenes Forschungsprogramm im Hardware- und
im mathematisch-methodischen Bereich sinnvoll, aber nur an wenigen Orten realisiert.
Mit QPACE, aber auch vielen anderen Großrechnern, auf denen Rechenzeit erhalten
wurde, sind bereits relevante hadronische Größen berechnet, die in die Beschreibung
einer Vielzahl physikalischer Prozesse eingehen (z. B. der Strange-Antistrange-Gehalt
des Protons). In grober Näherung kann man sich das Proton als aus drei Quarks, zwei
up-Quarks und einem down-Quark zusammengesetzt denken. Aufgrund von Quantenfluktuationen
enthält es aber auch einen merklichen Anteil von sogenannten „virtuellen“
Paaren von Strange-Quarks und -Antiquarks. Diesen Anteil muss man kennen,
um z. B. genauere theoretische Analysen für die LHC-Physik durchführen zu können. Es
ist gelungen, diesen Anteil im Rahmen der Gitter-QCD erstmals mit einer zuverlässigen
Methode zu berechnen. Die Ergebnisse sind genauer als frühere Abschätzungen und
widersprechen in einem zentral wichtigen Punkt häufig gemachten Modellannahmen.
Festkörperbasierte Quanteninformationsverarbeitung –
Physikalische Konzepte und Materialaspekte (SFB 631, UR-Beteiligung)
Der SFB 631 ist eine Institution der Universitäten in München, Regensburg und Augsburg.
Er studiert die physikalischen Konzepte, Materialaspekte und technologischen Grundlagen
der Quanteninformationsverarbeitung auf der Basis von Festkörpern. Dieses interdisziplinäre
Forschungsfeld hat das Potenzial, viele Gebiete der Wissenschaft und Technologie
zu revolutionieren. Es behandelt die Dynamik von Quantensystemen im Festkörper und
hat die Vision, Information auf der Basis von quantenphysikalischen Prinzipien zu verarbeiten
und zu übertragen. Um diese Vision zu realisieren, zielt der SFB darauf ab die in diesem
Bereich grundlegenden physikalischen Fragen und technologischen Probleme zu lösen.