IBM Forschungs-laboratorium Zürich – Teil eines weltweiten Ganzen

Der Autor Martin Haug ist Informationsbeauftragter des IBM Forschungslabora-toriums, Zürich

Generell hat IBM Forschung die Aufgabe, die Entwicklung von bestehenden Produktlinien und Systemen zu beschleunigen, neue Geschäftsmöglichkeiten zu eröffnen, die technologische Basis des Unternehmens laufend zu erneuern und wenn auch in geringerem Umfang, wissenschaftliche Grundlagen für mögliche Technologien der Zukunft zu erarbeiten. Ein Schwergewicht liegt heute auf neuen Lösungen und Dienstleistungen im Umfeld von „Network Computing“. Die Aktivitäten in Zürich sind in die strategische Ausrichtung der IBM Forschung eingebettet. Sie gelten der Entwicklung von neuen Kommunikationstechnologien, Grundlagen und wegweisenden Anwendungen im aufkommenden E-Business sowie neuen Technologien, die das Potential für Lösungen der Informationsverarbeitung von morgen haben.

Seit mehr als zwei Jahrzehnten arbeiten Forscher des Zürcher Labors auf dem Gebiet von Computernetzen und haben darin zahlreiche wissenschaftliche Beiträge und Grundlagen für IBM Produkte und internationale Standards geschaffen. In jüngster Vergangenheit entwickelten Zürcher Wissenschaftler grundlegende Software und Kernkomponenten für Netzwerke mit höchsten Übertragungsraten auf der Basis von ATM (Asynchronous Transfer Mode). Dazu gehört insbesondere die als ATM-Standard gewählte Software, die den Verkehr zwischen einzelnen Netzknoten regelt und die Konfiguration von beliebig großen ATM-Netzen erlaubt. Der Vermittlungschip „Prizma“ aus dem Zürcher Labor bildet das Kernstück von ATM-Netzknoten und ermöglicht dank Skalierbarkeit bisher unerreichte Datendurchsätze von Hunderten von Gigabits pro Sekunde.

Hauptsächliche Aufgabe der Abteilung, die 1995 im Zuge der Ausrichtung von IBM und ihrer Forschung auf „Services and Solutions“ gebildet wurde, ist die Entwicklung von neuartigen Lösungen der Informa-tionstechnologie in enger Zusammenarbeit mit Kunden und den weltweiten, an Branchen orientierten IBM Marktorganisationen (Global Industries).

Ein zentrales Problem im elektronischen Handel ist die zweifelsfreie Identifizierung von kommunizierenden Partnern und die Datensicherung bei der Übertragung.

Zürcher Wissenschaftler entwickelten zusammen mit Kollegen in den USA die wesentlichen Grundlagen für „Secure Electronic Transaction“ (SET), den von den weltweit größten Kreditkartenfirmen unterstützten Standard für elektronische Zahlungen im Internet. Und ein Zürcher Team spielt eine führende Rolle in der Entwicklung des sicheren elektronischen Handelsplatzes im Rahmen europäischer Forschungsprojekte und in Zusammenarbeit mit anderen in diesem Gebiet tätigen Firmen. Für den Schutz von privaten Netzwer-ken und Systemen arbeiten Zürcher IBM Forscher an SmartcardÄTechnologie und darauf basierenden Anwendungen, so beispielsweise Kauf von elektronischen Fahrscheinen oder Eintrittskarten über das Internet. Dieses steht auch im Zentrum der Entwicklung von virtuellen Handelsplätzen sowohl für Geschäftstätigkeiten zwischen Unternehrnen als auch für Angebote von Produkten und Dienstleistungen für Endverbraucher. Ein Beispiel dafür ist ein virtueller Handelsplatz, auf dem Angebote von verschiedenen Versicherern auf einer Website miteinander verglichen und an individuelle Bedürfnisse angepaßt werden können.

Seit den Anfängen des Zürcher Labors haben Wissenschaftler in Rüschlikon immer wieder bedeutende Beiträge zum Erkenntnisfortschritt in der Festkörperphysik geleistet, angeregt durch Fragestellungen im Technologiebereich. Die Suche nach neuen Methoden zur Erforschung von Materialeigenschaften in kleinsten Dimensionen führte zur bahnbrechenden Erfindung des Rastertunnelmikroskops (RTM), wofür die IBM Wissenschaftler Gerd Binnig und Heinrich Rohrer 1986 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet wurden. Das Instrument hat völlig neue Möglichkeiten der Untersuchung und Modifizierung von Oberflächen auf atomarer Skala eröffnet und die Entwicklung einer ganzen Reihe von neuen Mikroskopen stimuliert. Zürcher Wissenschaftlern gelang es auch erstmals, mit einer RTM-Spitze einzelne Moleküle bei Raumtemperatur präzise anzuordnen und so erste Schritte zu tun in eine Zukunft, in der Komponenten und Funktionen möglicherweise auf einzelnen Molekülen basieren.

Die Entdeckung von Supraleitung – Stromfluß ohne Widerstand – in einem keramischen Kupferoxid bei wesentlich höherer Temperatur als je zuvor durch J. Georg Bednorz und K. Alex Müller am Zürcher IBM Labor im Jahre 1986 ließ die Fachwelt aufhorchen und führte bereits 1987 zur Verleihung des Nobelpreises für Physik an die beiden IBM Wissenschaftler. Heute reichen die Projekte in diesem Umfeld über die Hochtemperatur-Supraleitung hinaus und haben vor allem die Entwicklung von neuartigen oxidischen Materialien zum Ziel.

Zürcher Wissenschaftler untersuchen auch den Magnetismus in ultradünnen Schichten, der für die weitere Miniaturisierung der magnetischen Speichertechnologie von Bedeutung ist.

Ein weiteres Grundlagengebiet betrifft die Simulation von mikroskopischen Systemen mitHilfe von numerisch intensivem Rechnen, vor allem zur Untersuchung von Eigenschaften und Prozessen in bestimmten Materialien auf atomarer und molekularer Skala.

Anwendungsorientierte Projekte befassen sich mit neuen Technologien, die heutige Verfahren ersetzen oder ergänzen könnten. So werden mikro- und nanomechanische Systeme für Sensorik, Abbildung und Datenspeicherung in kleinsten Dimensionen eingesetzt; eine neue Drucktechnik mit organischen Monoschichten als -Tinte- verspricht die Übertragung von Strukturen mit höherem Auflösungsvermögen als konventionelle optische Lithographie; organische Materialien und Strukturen, die Licht emittieren, werden auf ihre Eignung für Displays hoher Qualität bei geringeren Kosten untersucht; und die Entwicklung von neuen optischen Komponenten soll die Funktionalität und Leistungsfähigkeit von optischen Netzwerken erhöhen – zu einem wesentlich tieferen Preis als die heute verfügbare Technologie.

Verschiedene Gründe wie zentrale Lage und Nähe zur renommierten Eidgenössischen Technischen Hochschule führten 1955 zur Wahl der Schweiz als Standort für eine IBM Forschungsstätte in Europa. Das Zürcher Labor hatte aber von Anfang an die Aufgabe, der IBM Forschung die wissenschaftliche und techniche Welt ganz Europas zu erschließen. Mehr als 60 gemeinsame Projekte mit Universitäten, die Beteiligung an Forschungsprogrammen der Schweiz und der Europäischen Union sowie Kooperationen mit industriellen Partnern in zahlreichen Ländern illustrieren diese Mission. Ebenso international ist die Zusammensetzung der in Rüschlikon tätigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die nicht nur mehr als 25 Nationen vertreten, sondern zweifellos auch eine Elite von hochqualifizierten Fachleuten aus ganz Europa bilden.

Zürcher Forscher arbeiten auch an Technologien und Konzepten, welche die Nutzbarkeit und Leistungsfähigkeit von optischen Netzwerken stark erhöhen werden. Im Zentrum steht Wellenlängen-Multiplexing, das die gleichzeitige Übertragung von mehreren Datenströmen auf verschiedenen Wellenlängen über eine einzelne Glasfaser und damit eine enorme Kapazitätssteigerung ermöglicht. Die Komplexität der Netzwerke und die Vielfalt von Diensten stellen hohe Anforderungen an das Netzwerk-Management. Den spezifischen Problemen im Umfeld des aufkommenden Network Computing begegnen Experten des Zürcher IBM Labors in diesem Gebiet mit verteilter Intelligenz und neuen Werkzeugen, welche die Implementation der Managementfunktionen wesentlich vereinfachen. Weitere in Arbeit stehende Technologien betreffen die drahtlose Datenübertragung mit Infrarot, den effizienten und kostengünstigen Anschluß für Datenübertragung an Telefone und Kabelnetze sowie die Nutzung von Datennetzen für Telefonie.

IBM Research ist der zentrale Forschungsbereich der IBM Corporation und beschäftigt insgesamt 2500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in Laboratorien an acht Standorten rund um die Welt, drei davon in USA. Die weiteren fünf Forschungsstätten liegen in der Schweiz, in Israel, Japan, China und Indien. Das Spektrum der Aktivitäten reicht von Physik und Mathematik über die Entwicklung von Technologien der Informationverarbeitung bis zu komplexen Computer- und Kommunikationssystemen. Die strategische Ausrichtung des Unternehmens widerspiegelt sich in der Organisation von IBM Research:

– „Services and Solutions“ erarbeitet unter Nutzung neuester Erkenntnisse und Technologien innovative Anwendungen und kundenspezifische neue Lösungen der Informationstechnologie

– „Systems and Software“ schafft die Grundlagen für neue Produkte und Systeme auf breiter Basis. Die Aktivitäten reichen von der Entwicklung von Systemarchitekturen über Systemsoftware bis zu Anwendungen für Endbenutzer

– „Storage“ konzentriert sich auf die weitere Erhöhung von Leistung, Kapazität und Zuverlässigkeit magnetischer Speichersysteme wie auch auf die Erforschung neuer Technolo-gien für zukünftige Datenspeicher

– „Technology“ umfaßt die Forschung, die wissenschaftlichen Zielen und neue Technologien für die Industrie der Informationsverarbeitung von morgen gilt

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Industrielle Forschung in Zürich

KEM 566