كمبيوتر بسرعة الضوء!
كتب: أحمد حسين
صنع فريقًا من الفيزيائيين البريطانيين أول ليزر مدمج وفعّال على رقاقة السيليكون، والتي يمكنها أن تعمل لمدة تصل إلى 11 عامًا، بمعنى أنه أقوى بـ20 مرة من رقاقات الليزر العادية.
وتحاول أكبر شركات الكمبيوتر (Intel – IBM – HP) الحصول على هذا الاختراع (فوتونات السيليكون)، والتي تستخدم فكرة الألياف البصرية ولكن داخل أجهزة الكمبيوتر.
هناك فرق شاسع بين سرعة الضوئيات (الفوتونات) في إرسال المعلومات، وسرعة التيار الكهربائي. في مجال الإلكترونيات التقليدية، تُعَالَج المعلومات وتنتقل عبر تيارات كهربائية، ولكن في الضوئيات (الفوتونات)، يتم إرسال نبضات من الضوء كبديل عن التيار الكهربائي.
النقطة الأساسية هي أن الضوء يمكنه أن يحمل البيانات بشكل أكبر وأسرع من الإلكترونات، لأنه ينتقل بترددات أعلى من التيارات الكهربائية، ولأن الضوء لديه نطاق ترددي عالٍ ((High bandwidth، فهذا يعني أنه يمكنه أن يحمل المزيد من المعلومات. فالمقارنة بينهما كالمقارنة بين طريق سريع بست حارات وبين طريق ضيق. فرقاقات الضوء تحمل بيانات أكثر بـ20 مرة من الرقاقات العادية، في حين أنها تستخدم طاقة أقل بكثير. كما أن رقاقات الليزر الجديدة تتحمّل درجة حرارة عالية حتى 120 درجة مئوية.
ولكن بالرغم من استخدامنا الألياف البصرية للضوء لتعطينا الإنترنت فائق السرعة، إلا أن البيانات داخل أجهزة الكمبيوتر لدينا لا تزال تعمل بالأسلاك النحاسية القديمة. هذا هو عنق الزجاجة الإلكتروني المسئول عن تباطؤ أجهزتنا، بالإضافة إلى أن الأسلاك النحاسية غير فعالة ومسئولة عن 80٪ من الطاقة التي تضيع هدرًا في شكل حرارة. ولكن المشكلة الأساسية هي أننا غير قادرين على إدماج الليزر برقائق السيليكون، لأن الليزر لا يندمج جيدًا مع السيليكون.
لحل هذه المشكلة، استطاع “بيتر سموتون”، أستاذ الفيزياء بجامعة “كارديف”، بمساعدة زملائه القائمين على الاكتشاف صنع الليزر من كريستالات صغيرة: كل كريستالة منها حجمها 20 نانومتر، توضَع مباشرةً على رقاقات السيليكون.
قال “سموتون” إن هذه التكنولوجيا تُعتبر خطوة أساسية نحو فوتونات السيليكون، وأضاف أنها ستُحدث ثورة في أجهزة الرعاية الصحية من خلال مراقبة المرضى، وتعتبر أيضًا خطوة جيدة في طريق تحسين كفاءة الطاقة. والخطوة القادمة ستكون صنع المسارات البصرية المناسبة لنقل المعلومات بين رقاقتين.
المصدر
