الحوسبة بسرعة الضوء

في مقال على مجلة نيوتشر وصف فريق من العلماء اختراع لهم سيغير من طريقة نقل المعلومات في الحواسيب مما يعد بأجهزة أسرع بملايين المرات

في مقال نشر يوم 18 مايو 2015 على مجلة Nature وصف فريق من العلماء اختراع لهم سيغير من طريقة نقل المعلومات في الحواسيب مما يعد بأجهزة أسرع بملايين المرات.. لمعرفة التفصيل تابعوا معنا المقال التالي...

الحوسبة بسرعة الضوء: فريق يخطو خطوة كبيرة نحو أجهزة كمبيوتر فائقة السرعة .

Libyan sci club - النادي الليبي للعلوم

خطى مهندسون من جامعة يوتا خطوة هامة في طريق تخليق جيل جديد من الحواسيب والأجهزة المحمولة قادر على العمل بسرعات أسرع بملايين المرات من الآلات الحالية.

فقد طور مهندسين يوتا مجزئ حزم ضوئية (beamsplitter) متناهي الصغر لتقسيم وفصل موجات الضوء إلى قناتين منفصلتين من المعلومات. حيث يقرّب الجهاز الباحثين من إنتاج رقائق سيليكون ضوئية يمكنها حساب ونقل البيانات عن طريق الضوء بدلا من الالكترونات. ونشر أستاذ الهندسة الكهربائية والكمبيوتر المشارك راجيش مينون وزملاؤه اختراعهم اليوم في مجلة نيتشر الضوئيات Nature Photonics .

يمكن أن تزيد ضوئيات السيليكون وبشكل كبير من قوة وسرعة الآلات كأجهزة الكمبيوتر الخارقة، ,وخوادم مركز البيانات وأجهزة الكمبيوتر المتخصصة في توجيه السيارات الذاتية القيادة والطائرات بدون طيار نحو مواقع الأهداف. في نهاية المطاف، يمكن أن تصل التكنولوجيا أجهزة الكمبيوتر المنزلية والأجهزة النقالة وتعمل على تحسين التطبيقات بدءاً من الألعاب إلى انسيابية الفيديو.

ويقول مينون: "الضوء هو أسرع شيء يمكنك استخدامه لنقل المعلومات"، ويضيف ايضا "لكن لابد من تحويل تلك المعلومات إلى إلكترونات عندما يتعلق الأمر بجهاز الكمبيوتر المحمول الخاص بك. بهذا التحويل، أنت تعمد إلى تبطئة الأمور. فالرؤية هي أن تفعل كل شيء في وجود الضوء".

تحمل فوتونات الضوء المعلومات عبر الإنترنت من خلال شبكات الألياف البصرية. ولكن عندما يصل تدفق البيانات إلى المنزل أو المكتب، يجب تحويل فوتونات الضوء إلى الكترونات قبل وصولها إلى جهاز التوجيه أو الكمبيوتر كي تستطيع الأجهزة التعامل مع المعلومات. يمكن اجتياز هذا المأزق فيما لو بقي تدفق البيانات على حالته الضوئية داخل معالجات الكمبيوتر.

يقول مينون "بالضوء، ستكون لدينا حوسبة أسرع بملايين المرات مما هي عليه اليوم ".
للمساعدة في انجاز ذلك، صنع مهندسو يوتا شكل أصغر بكثير من استقطاب مجزئ الحزم الضوئية ﴿وهي تبدو الى حد ما مثل الباركود﴾ على قمة رقاقة السيليكون والتي تقسيم الضوء المسلط الوارد إلى مكوناته الثنائية. قبل ذلك، كان حجم مجزئ الحزم الضوئية أكثر من 100 من100 ميكرون. وبفضل خوارزمية جديدة لتصميم المجزئ، قلصه فريق مينون إلى 2.4 من 2.4 ميكرون، بحجم خمس عرض شعرة الإنسان وهو حد ما هو ممكن جسديا.

يعتبر مجزئ الحزم مجرد واحد من العديد من الأجهزة الخاملة الموضوعة على رقاقة السيليكون لتوجيه موجات الضوء بطرق مختلفة. بعد هذا التقليص في الحجم، يكون بإستطاعة الباحثين حشو الملايين من هذه الأجهزة على شريحة واحدة.

المزايا المحتملة لهذا الإبتكار تتجاوز سرعة المعالجة. حيث يعد تصميم فريق يوتا رخيصا من ناحية الإنتاجية لأنه يستخدم تقنيات التصنيع الموجودة لصناعة رقائق السيليكون. ولأن الرقائق الضوئية تعتمد الفوتونات بدلا من الإلكترونات في النقل المتردد، فإن الأجهزة المحمولة كالهواتف الذكية أو والأجهزة اللوحية من هذه التكنولوجيا سوف تستهلك طاقة أقل، وعمرا أطول للبطارية كذلك ستصبح الحرارة المتولدة أقل من حرارة الأجهزة المحمولة الحالية.

ستستخدم أجهزة الكمبيوتر الخارقة الأولى المعتمدة على ضوئيات السيليكون ﴿ وهي بالفعل قيد التطوير في معامل الشركات مثل Intel و IBM﴾ معالجات هجينة والتي لا تزال الإلكترونية في جزء منها. حيث يعتقد مينون أن مجزئه الضوئي الجديد سيكون مستخدما في كل الحواسيب في غضون "ثلاث سنوات". كما يعتقد أن مراكز البيانات التي تتطلب اتصالات أسرع بين أجهزة الكمبيوتر يمكنها التزود بهذه التكنولوجيا في القريب العاجل .

ترجمة Omar Almay
تعديل الصورة Amjed Amj
المصدر http://goo.gl/UQ4fTj

#تكنولوجيا #فيزياء #برمجيات #حوسبة #النادي_الليبي_للعلوم