خطوة أخرى تجاه حواسيب تعالج البيانات بسرعة الضوء.
السنة الماضية، قام العلماء باتخاذ خطوة كبيرة تجاه صناعة حواسيب الجيل القادم.
لأول مرة على الإطلاق تم تخرين بيانات ضوئية على هيئة موجات صوتية على رقاقة حاسوبية، ويقارن الباحثون ذلك كتسجيل البرق على هيئة رعد.
في حين أن ذلك يبدو غريبًا بعض الشيء، هذا التحويل مهم جدًا إذا أردنا الانتقال من حواسيبنا الحالية الإلكترونية الغير فعالة، إلى الحواسيب المبنية على الضوء والتي تنقل البيانات بسرعة الضوء.
الحواسيب المبنية على الضوء أو الفوتونية لديها القدرة للعمل على الأقل 20 مرة أسرع من حاسوبك المحمول، ناهيك عن حقيقة أنها لن تنتج الحرارة أو تمتص الطاقة مثل الأجهزة الموجودة.
هذا بسبب أنها نظريًا تعالج البيانات في صورة فوتونات بدل من الإلكترونات.
ونقول نظريًا، لأنه وبالرغم من أن شركات مثل أي بي أم و انتل تسعي وراء هذه الحواسيب، هذا الانتقال من السهل قوله عن القيام به فعليًا.
ترميز المعلومات إلى فوتونات سهل كفاية، نحن نفعل ذلك بالفعل عندما ننقل البيانات عبر الألياف البصرية.
لكن إيجاد طريقة يمكن لرقاقة الحاسوب أن تستعيد وتعالج بها بيانات مخزنة في صورة فوتونات هو أمر صعب لسبب واحد، وهو نفس السبب الذي يجعل الضوء جذابًا، ألا وهو أنه سريع جدًا نسبة للرقاقات الحالية لتتمكن من قراءته.
هذا هو السبب في أن المعلومات المبنية على الضوء والتي تسافر عبر أسلاك الإنترنت يتم تحويلها حاليًا إلى إلكترونات بطيئة. لكن البديل الأفضل هو إبطاء الضوء وتحويله إلى صوت.
وهذا بالضبط ما حققه الباحثون من جامعة سيدني في أستراليا.
وقالت (بيرغيت ستيلر- Birgit Stiller) مديرة المشروع في ذلك الوقت، إن المعلومات الموجودة في الشريحة الخاصة بنا على هيئة صوت تنتقل بسرعة أقل بمقدار خمس قيم أسية منها في المجال البصري، كالفرق بين الرعد والبرق.
وهذا يعني أن أجهزة الكمبيوتر لها مميزات نقل البيانات في صورة الضوء، مثل سرعات عالية، ولا توجد حرارة ناتجة عن المقاومة الإلكترونية، ولا يوجد تداخل مع الإشعاع الكهرومغناطيسي، وستكون قادرة أيضًا على إبطاء هذه البيانات بشكلٍ كافٍ حتى تتمكن رقاقات أجهزة الكمبيوتر من استعمالها في شيء مفيد.
وقال (موريتز ميركلين- Moritz Merklein) أحد الباحثين، لكي تصبح أجهزة الكمبيوتر المبنية على الضوء واقع تجاري، يجب إبطاء البيانات الفوتونية على الرقاقة حتى يمكن معالجتها وتوجيهها وتخزينها والوصول إليها.
وأضاف عضو الفريق (بنجامين إغليتون-Benjamin Eggleton) هذه خطوة هامة إلى الأمام في مجال معالجة المعلومات البصرية حيث أن هذا المفهوم يلبي جميع متطلبات أنظمة الاتصالات البصرية الحالية والمستقبلية.
قام الفريق بذلك عن طريق تطوير نظام ذاكرة يحول بدقة بين الموجات الضوئية والصوتية على رقاقة ضوئية متناهية الصغر، وهو نوع الرقاقة التي سيتم استخدامها في أجهزة الكمبيوتر الضوئية او المبنية على الضوء.
كيفية عملها:
أولًا، البيانات الفوتونية أو البصرية تدخل الرقاقة كنبضة ضوئية (صفراء اللون) حيث تتفاعل مع نبضة كتابة (زرقاء اللون) ينتج عن ذلك موجة صوتية تخزن البيانات.
نبضة ضوئية أخرى تسمى نبضة قراءة (زرقاء اللون)، يصل إلى هذه البيانات الصوتية وينتقل كضوء مرة أخرى (أصفر اللون).
وفي الوقت الذي يمر فيه الضوء دون عوائق عبر الرقاقة في 2 إلى 3 نانو ثانية، بمجرد تخزينها كموجة صوتية، يمكن أن تبقى المعلومات على الرقاقة لمدة تصل إلى 10 نانو ثانية، وهو وقت يكفي لاستعادتها ومعالجتها.
والحقيقة أن الفريق تمكن من تحويل الضوء إلى موجات صوتية لم يبطئها فحسب، بل جعل استرجاع البيانات أكثر دقة، وعلى خلاف المحاولات السابقة، عمل النظام على نطاق ترددي واسع.
وقال ميركلن إن بناء مخزن بيانات مؤقت للصوت داخل الرقاقة يحسن من قدرتنا على التحكم في المعلومات بعدة مراحل.
وأضاف ستيلر إن نظامنا لا يقتصر على نطاق ترددي ضيق. لذلك، على عكس الأنظمة السابقة، فإن هذا يسمح لنا بتخزين واسترجاع المعلومات بأطوال موجية متعددة في وقت واحد، مما يزيد من كفاءة الجهاز بشكل كبير.
- ترجمه: يوسف مصطفى
- تدقيق: رؤى درخباني
- تحرير: أحمد عزب
- المصدر
