Das Programm „Future Information Technology (FIT) – Fundamentals, Novel Concepts, and Energy Efficiency“

Die Verbreitung von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) erfolgt inzwischen schneller als der Leistungsfortschritt nach dem Moore’schen Gesetz. Hierdurch ist der Anteil von Informations- und Kommunikationssystemen am elektrischen Energieverbrauch in den Industriestaaten, wie Deutschland, deutlich gestiegen und beträgt bereits 10%, wobei eine steigende Tendenz erwartet wird.

Forschungsziel dieses Helmholtz-Forschungsprogrammes ist es, mittels neuer innovativer Forschungsansätze neue Bauelemente und Architekturkonzepte zu entwickeln, um die Rechenleistung, Datenspeicherdichten und Datenübertragungsraten von Informationstechnologien zu erhöhen und gleichzeitig den Bedarf an elektrischer Energie dramatisch zu reduzieren. Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen arbeiten daher an folgenden Forschungsansätzen:

  • Zusammenfassen von Logik- und Speicherbauteilen auf Computerchips, um den Energieverbrauch der Datenübertragung zu minimieren;
  • Erforschung extrem energieeffizienter memresistiver und nicht volatiler Speicher, um den Energieverbrauch von Schreibvorgängen gegenüber heute um bis zu 2 Größenordnungen zu reduzieren;
  • Übergang von binärer Informationsverarbeitung zu einer völlig neuen Form der neuromorphen Informationsverarbeitung, inspiriert durch die energieeffizienten Prozesse des menschlichen Gehirns;
  • Grundlagenforschung zu Konzepten der Quanteninformationsverarbeitung, die langfristig neue Wege in der IKT eröffnen kann.

Das Programm greift auf langjährige und umfassende Expertise der beteiligten Institute im Bereich der Festkörper- und Oberflächenphysik sowie ein substantielles Portfolio an experimentellen und theoretischen Methoden zurück. Es konzentriert sich auf vier grundlegende Schwerpunkte, die entlang physikalischer Zustandsvariablen der Informationstechnologien und elektronischer Phänomene orientiert sind. Alle vier Schwerpunkte basieren auf der Grundlagenforschung, aus der neue Konzepte für höchstenergieeffiziente Informations- und Kommunikationstechnologien entwickelt werden.

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Programmsprecher