Lise Meitners Porträt an einem der zwölf Schränke des neuen Supercomputers in Dahlem.
Foto: Berliner Zeitung/Markus Wächter

Berlin-Dahlem"Goodbye Konrad. Welcome Lise!“ Mit diesem Gruß hat das Zuse-Institut Berlin (ZIB) in Dahlem am Freitag einen der leistungsstärksten Rechner der Welt gestartet. Er heißt Lise, benannt nach der berühmten Kernphysikerin Lise Meitner (1878–1968), und schafft 16 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde.

Damit ist Lise sechsmal schneller als ihr Vorgänger Konrad und landet auf Platz 40 unter den 500 schnellsten Supercomputern der Welt. Die Leistungen des Computers stehen der Spitzenforschung in sieben norddeutschen Ländern zur Verfügung.

Vorgänger Konrad schon knapp 80 Jahre alt

Gast bei der Einweihung des Supercomputers war auch Horst Zuse, der Sohn des Computererfinders Konrad Zuse. Dieser baute einst in der Wohnung seiner Eltern den weltweit ersten funktionsfähigen, frei programmierbaren Digitalrechner der Welt. Konrad Zuse präsentierte ihn im Mai 1941.

Horst Zuse, Sohn des legendären Computer-Erfinders.
Foto: BLZ/Markus Wächter

Der Z3 wurde unter anderem in den Henschel-Werken bei der Flugzeugentwicklung eingesetzt. Seine 2.600 Relais bestanden überwiegend aus gebrauchten Telefonrelais. Für eine Multiplikation benötigte der Z3 von Konrad Zuse fünf Sekunden.

„Ein Nachbau des Z3 von mir steht im Deutschen Technikmuseum“, sagt sein Sohn Horst Zuse am Freitag beim Rundgang durch das Dahlemer Zuse-Institut. Der 74-jährige ist selbst Ingenieur, studierte einst an der TU Berlin und wurde Professor an der Hochschule Lausitz.

Namensgeberin ist Lise Meitner

In dem halbrunden Gebäude des ZIB geht es über eine lange Treppe hinunter in den Rechnerraum, wo die heutige Spitzentechnik steht. In dem großen Raum ist es warm und laut – das unablässig dröhnende Geräusch stammt von den Lüftern. Zwei übermannshohe Schrankreihen bilden eine Gasse. Grüne Lichter blinken, andere leuchten in Rot und Blau. Insgesamt sind es zwölf Computerschränke mit 110.000 sogenannten Rechnerkernen. Jeder entspricht etwa dem Prozessor eines Handys, nur mit wesentlich höherer Leistung.

Verbunden sind sie über ein Kommunikationsnetzwerk. Auf einem Schrank ist groß das Bild der Namensgeberin Lise Meitner zu sehen. Und nicht weit davon das Konterfei von Konrad Zuse. Nach ihm hieß der Vorgängercomputer von Lise. Er wurde bereits abgeschaltet.
Gekühlt wird das System mit einem geschlossenen Wasserkreislauf.

System für sieben Bundesländer

Für die Klimatisierung werde nur wenig zusätzliche Energie gebraucht, sagt Alexander Reinefeld, Leiter des Bereichs Computer Science am ZIB. Diese Tatsache habe neben dem Preis eine wesentliche Rolle bei der Wahl der Herstellerfirma gespielt. Installiert hat das 30 Millionen Euro teure System die französische Firma Atos.

Finanziert wird es zur Hälfte vom Bund und zur anderen Hälfte von den Ländern Berlin, Brandenburg, Bremen, Hamburg, Mecklenburg-Vorpommern, Niedersachsen und Schleswig-Holstein. Deren Wissenschaftsminister und ihre Vertreter drückten am Freitagmittag im ZIB gemeinsam auf einen großen roten Knopf, um den Superrechner offiziell in Betrieb zu nehmen.

Verbund für Hoch- und Höchstleistungsrechnen

Die sieben Länder sind zusammengeschlossen im Norddeutschen Verbund für Hoch- und Höchstleistungsrechnen (HLRN), der 2001 gegründet wurde. Lise ist bereits das vierte Rechnersystem dieses Verbunds und heißt deshalb offiziell HLRN-IV. Die großen Rechnerleistungen sind möglich, weil Lise über eine 10-Gigabit-Datenleitung mit einer zweiten Rechnerkomponente verbunden ist. Diese heißt Emmy, benannt nach der deutschen Mathematikerin Emmy Noether (1882–1935), und steht an der Universität Göttingen. Der Vorgängerrechner hier hieß übrigens Gottfried.

Der Supercomputer kann von Forschern der mehr als 120 Hochschulen und 170 Forschungseinrichtungen der sieben beteiligten Bundesländer auf Antrag genutzt werden. Andere Anwendergruppen können das System auf Antrag und gegen Gebühr nutzen.

Simulation für Schmerzmittel

Doch wozu braucht man solch eine gigantische Rechnerleistung? Ein Beispiel wird im sogenannten Studio da Vinci des ZIB vorgestellt, einer Art Kinosaal mit Leinwand. Hier besprechen die Forscher gemeinsam mit Kooperationspartnern die Ergebnisse von Simulationen, wie ein Mitarbeiter des ZIB erklärt. Auf der Leinwand ist gerade die dreidimensionale Molekülstruktur eines Opiats zu sehen, eines starken Schmerzmittels, das vom ZIB gemeinsam mit der Charité entwickelt wurde.

„Auf der Grundlage mathematischer Modelle und aufwendiger Simulationen auf dem HLRN-Supercomputer konnte vorhergesagt werden, wie die Schmerzmittelmoleküle, die in Opiaten enthalten sind, auf den Körper wirken“, heißt es in der Mitteilung zur Inbetriebnahme von Lise.

In den Simulationen sei erkannt worden, wie das Fentanyl-Molekül geändert werden müsse, um seine dramatischen Nebenwirkungen künftig zu vermeiden. Unter anderem musste ein Wasserstoffatom durch ein Flouratom ersetzt werden, erklärt ein Forscher.

Supercomputer wichtig für moderne Wissenschaft

Neben der Entwicklung von Medikamenten geht es auch um viele andere Bereiche. „Moderne Wissenschaft ist ohne Supercomputer nicht denkbar“, so die Mitteilung. Zu den Hauptgebieten gehören zum Beispiel die Triebwerksentwicklung im Flugzeugbau, die Chemie und die Lebenswissenschaften, die Optimierung von Windenergieanlagen, die Verkehrsforschung, die Meeres- und die Klimaforschung. Forscher simulieren neue Verkehrsmodelle, Wirbelstürme, Meeresströmungen, neue Werkstoffe und vieles andere.

Zum Start des neuen Supercomputers sagt der Regierende Bürgermeister und Berliner Wissenschaftssenator Michael Müller (SPD): „Mit Lise und Emmy zeigen wir gemeinsam, dass Vernetzung und Kooperation ein Schlüssel zum Erfolg sind.“