Anabrid stellt ersten Prototypen des Projekts REDAC vor

Das Analogrechner-Projekt REDAC hat einen ersten wichtigen Meilenstein erreicht: Nach einem Jahr Forschung und Entwicklung hat unser Auftragnehmer Anabrid im Innovationszentrum Ulm mit dem mREDAC den ersten Prototyp ihres Analogrechners vorgestellt.

Der mREDAC ist die kleinste lauffähige funktionale Einheit des später rackfüllenden REDACs. Der Prototyp vereint auf wenigen Platinen die Grundfunktionen für konfigurierbare, komplexe analoge Rechenschaltungen. Der vollständige REDAC wird sich über mehrere Schränke voller mREDAC-Elemente erstrecken.

Die Funktionsfähigkeit des mREDACs demonstrierte das Anabrid-Team anhand einfacher Probleme wie dem des gekoppelten Feder-Masse-Systems: Der elektronische Schaltkreis ist dabei in Analogie zu diesem dynamischen System konfiguriert und wird durch äquivalente Gleichungen beschrieben. Die Lösung des Problems wird dann durch eine Messung am Schaltkreis ausgelesen (mehr zu Analogrechner in der DLR QCI).

Während Anabrid im DLR-Innovationszentrum Ulm einen modernen analogen Großrechner weiterentwickeln und aufbauen wird, soll bereits Ende des Jahres ein dem mREDAC-Prototyp äquivalentes System für kommerzielle Kunden und für Anwendungen im Bereich der Forschung- und Entwicklung marktreif werden.

Der vollständige REDAC soll Berechnungen in Bereichen wie zum Beispiel der Biochemie, der Modellierung von Finanzprodukten und Luft- und Raumfahrt Anwendungen durchführen können. Darüber hinaus kann der REDAC als spezialisiertes, rekonfigurierbares Hardware-in-the-Loop-System für komplexe Mess-, Steuer- und Regelungssysteme eingesetzt werden. Das REDAC-Komplettsystem soll 2024 im Innovationszentrum Ulm in Betrieb gehen und den DLR-Forschungsteams zu Verfügung gestellt werden.

Rasant steigende Nachfrage nach Rechenleistung

Das Ziel des REDAC-Projektes ist, die rasant steigende Nachfrage nach energieeffizienter Rechenleistung mit schnell konfigurierbaren, skalierbaren und energieeffizienten Analogrechnern zu bedienen: Ähnlich wie Quantencomputer sind Analogrechner nicht-algorithmische Computer. Sie beruhen auf der Modellbildung zur Lösung von Problemen. Im Unterschied zu Quantencomputern erfordern Analogrechner jedoch keine speziellen Umgebungsbedingungen oder außergewöhnliche Bauelemente.

Auf diese Weise können auch quantenmechanische Probleme hochparallel und erheblich schneller gelöst werden, als es mit klassischen Digitalcomputern der Fall ist. Analogrechner lassen sich gut mit klassischen Digitalrechnern koppeln und ergänzen diese als Co-Prozessoren für bestimmte Problemklassen.

Die Hardware des REDAC und den Software-Stack für die Steuerung der analogen Rechenschaltungen vom Digitalcomputer entwickelt Anabrid in Eigenregie. Das beinhaltet die Erstellung des Architekturdesigns des REDAC und reicht bis zum Bestücken der Leiterplatten. Dazu betreibt Anabrid parallel Forschung im Anwendungsbereich analoger Rechenschaltungen, deren Resultate in das Architekturdesign der Hardware einfließen.

REDAC war das erste Hardware-Projekt der DLR Quantencomputing-Initiative. In seinen Büroräumen und Labors im Innovationszentrum Ulm arbeitet Anabrid eng mit den anderen DLR QCI-Teams zusammen und steht im engen Austausch mit den dortigen DLR-Instituten.