Analogrechner

Analogrechner galten lange als technologische Sackgasse: zu ungenau, zu umständlich – Digitalrechnern in allem unterlegen. Doch mittlerweile zeigt sich, dass sie eine energiesparende Alternative für maschinelles Lernen und große Simulationen und ein ergänzendes Element für hybrides Rechnen sein könnten. Mehr noch: Für bestimmte Anwendungsfälle könnten Analogrechner sogar so leistungsfähig wie Quantencomputer aber weitaus einfacher und günstiger in Herstellung und Betrieb sein. Das ist eine vielversprechende Lücke zwischen klassischen Digitalrechnen und Quantencomputing, die wir mit eigenen Analogrechnern erforschen und schließen wollen.

Bedeutung für Deutschland

Analogrechner von anabrid | Foto: anabrid

Weltweit gibt es nur wenige Startups und Firmen, die sich auf die Entwicklung von Analogrechnern spezialisiert haben. Einer der Marktführer ist das deutsche Unternehmen anabrid, das für uns den rekonfigurierbaren Analogrechner REDAC entwickelt. Durch diesen Auftrag erweitern wir unser Knowhow bei der Entwicklung und Nutzung dieser vielversprechenden Technologie und stärken damit das Ökosystem in Deutschland und Europa.

Analogrechner in der DLR QCI

Analogrechner von anabrid | Foto: anabrid

Die Entwicklung von hybriden Rechnerarchitekturen ist einer unserer Schwerpunkte. Deswegen wollen wir mit unserem Analogrechner unter anderem das Potential von Kopplungsnetzwerken zwischen analogen Rechenelementen und verschiedenen Quantentechnologien untersuchen. Außerdem werden die DLR-Institute unseren Analogrechner REDAC für spezielle Rechenoperationen in hybriden Systemen einsetzen. Mögliche Anwendungen liegen zum Beispiel in der Raumfahrt im Bereich Landing as Service zur Planung optimierter Landungsmanöver und bei der Anomaliedetektion in Satellitentelemetriedaten.


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Technische Umsetzung

Patch-Kabel eines Analogrechners | Foto: anabrid

Analogrechner lösen Probleme, indem diese modellhaft als elektronischer Schaltkreis nachgebildet werden. Die Lösung ist das Messergebnis am Ende des Versuchsaufbaus. Damit gleichen Analogrechner zwar prinzipiell Quantenrechnern. Allerdings können sie keine Quanteneigenschaften wie Verschränkung ausnutzen. Es gibt allerdings Quantenalgorithmen, die keine Verschränkung benötigen und deswegen trotzdem auf Analogrechnern implementiert und mit Geschwindigkeitsvorteil ausgeführt werden können.

Eine wichtige Eigenschaft von Analogrechnern ist, dass sie mit gängiger Mikroelektronik umgesetzt werden können und damit sehr gut skalieren. Durch ihre kompakte und robuste Form eignen sie sich außerdem perspektivisch auch für den Einsatz in anspruchsvollen Umgebun


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