حدث للمرة الأولى، أن قام العُلماء بتخزين معلومات ضوئية ” light-based information “كموجات صوت في رقاقة حاسوب- بالنسبة للباحثين، هذا الإنجاز أشبه بالتقاط البرق وكأنّه رعد. قد يَبدو هذا غريبََا بعض الشيء، حيث أن هذا التحول يكون مائلًا للنقد لو أخذنا بعين الاعتبار الاستغناء عن حواسيبنا مقيّدة الفعالية الحاليّة، واستبدلناها ب” حواسيب ضوئية “التي تنقل المعلومات بسرعة الضوء.
الحواسيب الضوئية أو الفوتونيّة قادرة على العمل أسرع بـ 20 ضعفًا على الأقل من حاسوبك الحالي، ناهيك عن كونها لا تنتج حرارة أو تبتلع الطاقة ابتلاعًا كما تفعل الأجهزة الحالية. وهذا لأنها، نظريًا، من المفترض أن تعالج البيانات بهيئة فوتونات وليس كإلكترونات. نقول نظريًا، لأنه وبالرغم من محاولة شركات كـ ” IBM “و” Intel “بملاحقة هدف الحصول على الحواسيب الضوئية، إلا أنّ القول كان أسهل من الفعل، كالعادة.
عملية تشفير المعلومات لفوتونات سهلة -لقد أنجزنا هذا بالفعل بإرسال المعلومات عن طريق الألياف البصرية. ولكن من الصعب جدا إيجاد طريقة لجعل الحواسيب تستقبل المعلومات الضوئية وتعالجها لميزة تتمتع بها الفوتونات: إنها سريعة جدًا لتتمكن الرقائق المتوفرة من قراءتها. لهذا السبب ما زالت تحوّل المَعلومات الضوئيّة التي تنتقل عبر أسلاك الأنترنت إلى إلكترونات بطيئة حتى الآن، ولكن حل بديل لهذا قد يكون التقليل من سرعة الضوء ثم تحويله إلى موجة صوت. وهَذا ما قام الباحثون من جامعة سيدني في أُستراليا بفعله.
صرح بيرجيت ستلر (Birgit Stiller ) المشرف على المشروع قائلا ” المعلومات في رقاقتنا في هيئتها الصوتية تنتقل بسرعة أقل بـ10.000 مرة من السرعة في نطاق الألياف البصرية “. هذا يعني بأنّ الحواسيب بإمكانها الاستفادة من المعلومات التي تصلها عن طريق الضوء -سرعات عالية، عدم إنتاج حرارة بسبب المقاومات الإلكترونية، وعدم تداخل إشعاعات كهرومغناطيسية- بل وأيضا قد يكون باستطاعتها إبطاء البيانات لتتمكن الرقاقات من استغلالها لشيء مفيد.
” من أجل أن تصبح الحواسيب الضوئيّة حقيقيّة، يجب على البيانات الضوئية أن تبطىء حتى تتم معالجتها، توجيهها، تخزينها، والوصول إليها “، يقول أحد أعضاء الفريق، مورتز ميركلن (Moritz Merklein).
University of sydney
” هذه خطوة مهمة للتقدم في مجال معالجة المعلومات البصرية، حيث أن هذا المبدأ يُحقق المتطلبات من أجل أنظمة التواصل البصري الحاليّة والمستقبلية “، أضاف عضو الفريق بينجامن آجلتون (Benjamin Eggleton). قام الفريق بهذا عن طريق تطوير نظام ذاكرة يقوم بالتحويل ما بين الضوء وموجات الصوت في رقاقة ضوئية بدقة -ذلك النوع من الرقاقات الذي سوف يستعمل في الحواسيب الضوئية.
يمكن أن ترى كيف يعمل في الفيديو أدناه
كيف يعمل هذا؟
أولًا، تدخل المعلومات الضوئيّة إلى الرقاقة كذبذبة من الضوء (الأصفر)، حيث تتفاعل مع ذبذبة ” الكتابة “(بالأزرق)، مما يولد موجة صوتية التي تخزن المعلومات. ذبذبة أخرى من الضوء، تدعى ذبذبة ” القراءة “، ثم تسمح لبيانات الصوت تلك بالعبور وتنقل الضوء مرة أخرى (الأصفر). في حين أن الضوء بدون عوائق يعبر الرقاقة خلال 2 حتى 3 نانو ثواني، ما إن تم تخزينها كموجة صوت، تتمكن البيانات من البقاء في الرقاقة لمدة 10 نانو ثواني بالأكثر، مما يكفي لأن يتم معالجتها واستقبالها.
الحقيقة تمكن الفريق من تحويل الضوء إلى موجات صوت لم تقوم بإبطاءه فقط، بل أيضًا حسّنت إمكانيّة استقبال المعلومات بطريقة أدق. وبعكس المحاولات السابقة، قام النّظام بالعمل على نطاق ترددي أوسع. قال ميركلن: ” بناء مخزن بيانات صوتية داخل رقاقة يحسن من قدرتنا في التحكم بالمعلومات عن طريق تغيير المقدار “. و يضيف ستيلر: ” نظامُنا غير محدد لنطاق ترددات ضيق، ولهذا وبعكس الأنظمة السابقة، هذا يسمح لنا بتخزين واستقبال المعلومات بأطوال موجة متعددة بالتزامن، وبهذا تتم زيادة نجاعة الجهاز بشكل سريع “.
المصدر: هنا
تدقيق لغوي: لمونس جمانة.
