Physikbasiertes Rechnen nutzt die intrinsische Dynamik realer Systeme, um Informationen direkt in Materie, Wellen oder gekoppelten Bauelementen zu verarbeiten. Vor dem Hintergrund des wachsenden Energiebedarfs moderner KI-Anwendungen widmete sich dieses Seminar der Frage, wie sich nichtlineare, stochastische und wellenbasierte Phänomene für neuromorphe und unkonventionelle Rechenkonzepte nutzen lassen.

Das Seminar fand vom 26. bis 30. April 2026 im Physikzentrum Bad Honnef statt und brachte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus sehr unterschiedlichen Forschungsfeldern zusammen. Die eingeladenen Vorträge boten insbesondere jüngeren Teilnehmenden einen kompakten Einblick in neue Themenfelder: von physikalischen Reservoirs, Ising- und probabilistischem Rechnen über photonische, memristive, spintronische und magnonische Systeme bis hin zu industriellen Randbedingungen für skalierbare Hardware. Die Verbindung von Grundlagenphysik, algorithmischen Konzepten und technologischer Realisierbarkeit erwies sich als besonders fruchtbar.

Ein zentrales Ergebnis war, dass physikbasiertes Rechnen nicht als einfacher Ersatz digitaler Logik verstanden werden sollte. Sein Mehrwert liegt vielmehr darin, natürliche Nichtlinearitäten, Gedächtniseffekte, Rauschen, Kopplung und Heterogenität gezielt als Rechenressourcen einzusetzen. Plattformübergreifend wurden ähnliche Herausforderungen sichtbar: die geeignete Kodierung realer Signale, die Abstimmung von Dynamik und Aufgabe, reproduzierbare Trainings- und Auslesekonzepte sowie die Integration in bestehende CMOS-nahe oder photonische Architekturen.

Besonders wichtig war die aktive Einbindung des Nachwuchses. Contributed Talks, Poster-Flash und ausgedehnte Postersitzungen eröffneten vielfältige Gelegenheiten, eigene Ergebnisse zu präsentieren und mit fachfremden Expertinnen und Experten zu diskutieren. Gerade diese Gespräche boten jungen Forschenden neue Perspektiven auf Interpretation und mögliche Anwendung ihrer Arbeiten.

Insgesamt zeichnete sich das Seminar durch eine offene und außergewöhnlich interdisziplinäre Atmosphäre aus. Der besondere Rahmen des Physikzentrums Bad Honnef förderte intensive Diskussionen, neue Kontakte und zukünftige Kooperationen. 

Wir danken der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung sowie den Mitarbeitenden des Physikzentrums herzlich für die hervorragende finanzielle, organisatorische und technische Unterstützung.
 

Dr. Katrin Schultheiss, Dr. Helmut Schultheiss, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
Dr. Joo-Von Kim, Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, Palaiseau, Frankreich