Hand aufs Herz: Wie genau kennen Sie den Wert der Kreiskonstante Pi? Wenn Sie mit den aktuell anwesenden Redaktionsmitgliedern mithalten möchten, müssten Sie mindestens vier und maximal acht Stellen nach dem Komma kennen, also 3,14159265. Wer es genauer wissen möchte, wendet sich am besten an die Fachhochschule Graubünden. Denn das Forschungsteam des dortigen Zentrums für Data Analytics, Visualization and Simulation (DAViS) stellte vergangenen Sommer den aktuellen Weltrekord in der Pi-Berechnung auf.

Diese Leistung wurde am 21. Februar 2022 auch mit einem Eintrag ins Guinnessbuch der Rekorde gewürdigt - und die FH Graubünden feiert das etwas später am 14. März 2022, dem Welt-Pi-Tag. Der Tag wurde aufgrund der US-amerikanischen Datumsschreibweise auf diesen Tag gelegt, in der Monat vor Tag aufgeschrieben wird. Der 14.3. wird also als 3/14 erfasst und ähnelt damit den ersten Ziffern von Pi: 3.14.

Mehr Stellen in kürzerer Zeit

Dank dem neuen Rekord sind nun 62,8 Billionen Stellen nach dem Komma bekannt – das sind 12,8 Billionen mehr als beim vorherigen Rekord, teilt die FH Graubünden mit. Demnach dauerte die Berechnung durch den Hochleistungscomputer am Forschungszentrum 108 Tage und 9 Stunden. Damit sei man etwa doppelt so schnell wie Google, welches im Jahr 2019 noch mit 31 Billionen Nachkommastellen triumphierte. Und verglichen mit dem letzten Weltrekord – 50 Billionen Stellen – sei man sogar 3,5 Mal so schnell, heisst es weiter.

Das Forscherteam äussert sich denn auch zufrieden mit dem Ergebnis: "Wir wollten mit dem Rekordversuch mehrere Ziele erreichen", lässt sich DAViS-Leiter Heiko Rölke in der Mitteilung zitieren. "Wir haben im Laufe der Vorbereitung und Durchführung der Berechnungen viel Know-how aufbauen können und unsere Abläufe optimiert. Das kommt jetzt vor allem unseren Forschungspartnern zugute, mit denen wir gemeinsam rechenintensive Projekte in der Datenanalyse und der Simulation durchführen."

Mit Algorithmus nachprüfbar

Auf Anfrage erklärt Projektleiter Thomas Keller, dass die eigentliche Berechnung, wenn sie denn einmal gestartet ist, nur wenig menschliche Interaktion erforderte. "Würde alles perfekt laufen, müsste man gar nichts tun", sagt er. Tatsächlich sei es aber empfehlenswert, die Berechnung ab und zu zu unterbrechen, um ein Back-up zu erstellen. Sollte irgendwann etwas schiefgehen, müsse man so nicht wieder bei Null anfangen.

Die Zahl Pi gilt als eine der wichtigsten Konstanten in der Mathematik. Eigentlich berechnet man sie, indem man den Umfang eines Kreises durch dessen Durchmesser teilt – die Grösse des Kreises spielt dabei keine Rolle, wie beispielsweise die "Neue Osnabrücker Zeitung" ausführt.

Gefragt, ob und wie man das durch die FH Graubünden erzielte Ergebnis überprüfen könne, nennt Keller mehrere Wege: Einerseits verweist er auf den nach ihren Entdeckern benannten Chudnovsky-Algorithmus.

Der Chudnovsky-Algorithmus.

Es sei die effizienteste Methode, um Pi zu berechnen, heisst es auf der Website der FH Graubünden. Weiter erwähnt Keller den in den 90er-Jahren entdeckten BBP-Algorithmus. Mit diesem könne man eine beliebige Nachkommastelle von Pi errechnen, ohne die vorherigen Stellen zu kennen. Eine Form dieses Algorithmus ist laut Keller etwa auf der Website von Alex Yee, Erfinder der Berechnungssoftware "Y-Cruncher", zu finden. Welche Soft- und Hardware die FH Graubünden zur Berechnung konkret verwendete, führt sie übrigens auf ihrer Website auf.

Für die Wissenschaft irrelevant

"Die Berechnung hat uns gezeigt, dass wir für den daten- und rechenleistungsintensiven Einsatz in der Forschung und Entwicklung vorbereitet sind", bilanziert Keller in der Mitteilung. Die mit dem Weltrekord unter Beweis gestellten Kenntnisse des DAViS-Teams sowie die eingesetzte Hardware seien in Anwendungsgebieten wie zum Beispiel RNA-Analysen, Strömungssimulationen und Textanalysen gefragt.

Doch dürfte das eigentliche Resultat, also die 12,8 Billionen neuen Nachkommastellen, indes die wenigsten Interessieren. "Die Zahl ist eigentlich nur ein Nebenprodukt. Sie ist weder für Wirtschaft noch für Wissenschaft relevant", sagt Thomas Keller dazu. Vielmehr sei es ihnen um den Berechnungsprozess an sich gegangen, zumal sich sein Institut künftig öfter mit grossen Zahlen und Berechnungen befassen werde. Und natürlich sei der Weltrekord auch interessant für die Öffentlichkeit.

Stellvertretend für alle 62,8 Billionen Nachkommastellen, seien zum Schluss die 10 letzten dank der FH Graubünden bekannten Zahlen verraten: 7817924264.

Wer sich genauer mit Datenwissenschaften auseinandersetzen möchte, für den bietet die FH Graubünden den Studiengang "Computational and Data Science". Das praxisorientierte Studium soll Kompetenzen in Datenwissenschaften, aber auch in angewandten Naturwissenschaften vermitteln.