JARA-FIT - Die Informationstechnologie der Zukunft entwickeln

Bislang galt das „Moore`sche Gesetz“, wonach sich die Zahl der Transistoren auf einem Mikrochip etwa alle zwei Jahre kostenneutral verdoppelt. Diese These ist mittlerweile widerlegt und in zehn, bestenfalls fünfzehn Jahren wird die Leistungsfähigkeit von Computern derzeitiger Bauart eine fundamentale Grenze erreichen, die durch den atomaren Aufbau der Materie und Quantenphänomene bestimmt ist.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der JARA-Sektion FIT (Kürzel für: Fundamentals of Future Information Technology) wollen mit ihrer Arbeit zum einen dazu beitragen, die Grenze herkömmlicher Siliziumtechnologie deutlich in die Zukunft zu verschieben, indem sie neue Chiparchitekturen entwerfen oder die Beweglichkeit der Ladungsträger erhöhen. Zum anderen erforschen sie auch andere, auf alternativen Technologien beruhende Konzepte für eine künftige leistungsfähige und energiesparende Hardware.
So entwickeln die Forscherinnen und Forscher neue Materialien und Baupläne für Nano-Schaltkreise, nichtflüchtige Speicher und Spinelektronik. Außerdem erkunden sie, wie sich Biomoleküle oder Quanteneffekte für die Informationsverarbeitung nutzen lassen. Die Fragen in der Informationstechnologie sind sehr komplex und interdisziplinär.

Daher sind enorme Ressourcen nötig, um auf diesem Forschungsgebiet weltweit eine Spitzenstellung einnehmen zu können. In JARA-FIT arbeiten daher rund 550 Physiker, Chemiker, Mathematiker, Elektrotechniker, Maschinenbauer und Biologen aus rund 20 Instituten und Institutsbereichen der RWTH Aachen University und des Forschungszentrums Jülich zusammen. Dabei hat die international führende Rolle der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine lange Tradition, wie nicht zuletzt der Nobelpreis für Physik an Professor Peter Grünberg im Jahr 2007 bestätigt.

Schwerpunktthemen der beiden JARA-FIT Institute sind die Entwicklung energieeffizienter Informationstechnologie, auch „Green-IT“ genannt, sowie die Erforschung der „Quantum Information“.

JARA-FIT Institut „Energy-efficient information technology (Green IT)“
Zukünftige Chips benötigen innovative Materialien und Strukturen, um den Hunger nach mehr Rechenleistung zu stillen und gleichzeitig den Energieverbrauch pro Rechenoperation drastisch zu senken. Die Energieeffizienz wird damit zur treibenden Kraft der Technologieentwicklung. Die Vision des Instituts ist die Entwicklung eines Prototyps für einen zero-power Chip.

JARA-FIT Institut „Quantum Information (QI)"
Quantencomputer basieren auf einem völlig anderen Prinzip als herkömmliche Rechner. Grund hierfür sind ihre kleinsten Bauteile, die Quantenbits (kurz Qubits). Die neue Architektur bringt mehrere Herausforderungen für die Wissenschaft mit sich. Die Vision des Instituts ist der Bau eines Quantencomputers.