ابتكار أسرع ترانزستور ضوئي يضاعف قدرة الإلكترونيات مليون مرة

يعمل بالأتوثانية ويساعد في تطوير الأدوية

ابتكار ترانزستور يتحول من التشغيل للإطفاء والعكس بسرعة بيتاهيرتز (الفريق البحثي)
ابتكار ترانزستور يتحول من التشغيل للإطفاء والعكس بسرعة بيتاهيرتز (الفريق البحثي)
TT

ابتكار أسرع ترانزستور ضوئي يضاعف قدرة الإلكترونيات مليون مرة

ابتكار ترانزستور يتحول من التشغيل للإطفاء والعكس بسرعة بيتاهيرتز (الفريق البحثي)
ابتكار ترانزستور يتحول من التشغيل للإطفاء والعكس بسرعة بيتاهيرتز (الفريق البحثي)

تمكّن علماء من ابتكار ترانزستور فوتوني يعمل بسرعة بيتاهيرتز (PHz)، وهو أسرع ترانزستور ضوئي تم إنشاؤه على الإطلاق؛ مما يبشر بتحطيم حدود السرعة في الإلكترونيات، والتي ستساعد في تطوير تقنيات الذكاء الاصطناعي، ويمكن استخدامها في تخزين الطاقة، وتطوير الأدوية.

أعدّ دراسة باحثون من جامعة أريزونا، ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) في الولايات المتحدة، وجامعة لودفيغ-ماكسيميليان في ميونيخ، بقيادة عالم الأتوثانية المصري محمد ثروت حسن، وبيّنوا فيها آلية تبديل تيار بالأتوثانية (as) في ترانزستور ضوئي يعتمد على الجرافين؛ مما يمثل قفزة كبيرة نحو الإلكترونيات الضوئية فائقة السرعة، ومستقبل إلكترونيات موجات الضوء.

وباستخدام نبضات ليزر فائق السرعة، قام الفريق بتحفيز تيارات نفقية كمية في ترانزستور مصمم خصيصاً من نوع (جرافين - سيليكون -جرافين (Gr-Si-Gr أتاح ذلك تبديل تيار بين ON/OFF بسرعة تبلغ فقط 630 أتوثانية، أي ما يوازي (1.6 بيتاهيرتز)، مما يجعله أسرع ترانزستور تم إثباته حتى الآن.

وبحسب الدراسة المنشورة في دورية «نيتشر كوميونيكيشنز»، يمثل هذا الإنجاز تحولاً نحو الإلكترونيات التي يقودها الضوء، حيث تُحدد سرعات التبديل بواسطة نبضات الليزر بدلاً من قيود أشباه الموصلات التقليدية. وتمهد هذه الدراسة الطريق للحوسبة من الجيل التالي، ومعالجة الإشارات بسرعة بيتاهيرتز، ونقل البيانات البصرية عالي السرعة، مما يقربنا من تحقيق الحواسيب الكمومية الضوئية.

المصريان محمد ثروت حسن قائد الفريق البحثي ومحمد يحيى الباحث الأول للدراسة (الفريق البحثي)

محمد ثروت حسن، الذي يعمل أستاذاً للفيزياء والضوء بجامعة أريزونا، قال لـ«الشرق الأوسط» إن «الليزر يقوم باستثارة الإلكترونات لتوليد تيار كهربي في الجرافين، ثم تنتقل الإشارة الكهربية من خلال النفق الكمي من الجانب الأيمن للجانب الأيسر من الجرافين من خلال مادة السيليكون، وبالتالي يمكن قياس التيار الكهربي والذي يتبع الشكل الموجي لليزر، وينتج تياراً كهربياً في لحظة من الزمن وبعدها بـ630 أتوثانية يكون التيار الناتج صفراً، أي يقوم بعملية التحويل من تيار، وهي الحالة الممثلة بـ1 في الإلكترونيات الرقمية للحالة صفر».

وتشير الدراسة إلى أن واحداً من أكثر الجوانب المذهلة في هذا الإنجاز هي أن الترانزستور يعمل في ظروف بيئية عادية. فعلى عكس العديد من التطورات السابقة في الإلكترونيات فائقة السرعة التي تتطلب درجات حرارة شديدة الانخفاض، أو بيئات مفرغة من الهواء، يعمل هذا الترانزستور الضوئي في درجة حرارة الغرفة، وتحت الضغط الجوي العادي، وهذه القابلية للتطبيق في العالم الحقيقي تجعله مرشحاً للدمج في الأنظمة الإلكترونية والضوئية فائقة السرعة في المستقبل.

وعلاوة على سرعته القياسية، أثبت الترانزستور أيضاً قدرته على تنفيذ عمليات بوابات منطقية رقمية متعددة، مما يدل على قابليته ليكون مكوناً عملياً للحوسبة عالية السرعة في المستقبل، حيث إن القدرة على التحكم في تدفق التيار من خلال نبضات ليزرية بالأتوثانية تقدم نموذجاً جديداً في إلكترونيات موجات الضوء، ويمكن أن تعيد معالجة المنطق بسرعة بيتاهيرتز تعريف حدود الحوسبة، ومعالجة البيانات.

بحسب الدراسة المنشورة في دورية «نيتشر كوميونيكيشنز» يمثل هذا الإنجاز تحولاً نحو الإلكترونيات التي يقودها الضوء (الفريق البحثي)

ويوضح حسن أن: «هذا الإنجاز يفتح المجال أمام إلكترونيات البيتاهيرتز التي تقاس بألف تريليون مرة في الثانية، حيث تُحدد سرعات التبديل بواسطة الضوء نفسه بدلاً من الإلكترونيات التقليدية الغيغاهيرتز التي تقاس بمليار مرة فقط في الثانية. نحن ندخل عصراً يمكن فيه لأجهزة الحاسوب معالجة البيانات بسرعة تقترب من سرعة الضوء».

ويحمل هذا الاكتشاف وعداً هائلاً لتطوير ترانزستورات ضوئية فائقة السرعة، وحوسبة بيتاهيرتز، وإلكترونيات كمومية من الجيل التالي، ومع هذه النقلة النوعية، أصبح حلم الحوسبة الكمومية المعتمدة على الضوء أقرب إلى الواقع من أي وقت مضى، وفق نتائج الدراسة.

سيقود هذا الترانزستور لمضاعفة سرعة الحواسيب بمقدار مليون مرة (الفريق البحثي)

الباحث الأول في تلك الدراسة المصري محمد يحيى، طالب دكتوراه في الفيزياء بجامعة أريزونا، قال لـ«الشرق الأوسط» إن «أهمية اختراع هذا الترانزستور تتمثل في إنتاج أول تيار كهربي يتغير اعتماداً على زمن النبضة الضوئية، ونتوقع في المستقبل تطوير ترانزستورات أسرع، وبناء معالجات ضوئية تعتمد في الأساس على هذا الترانزستور، وفي هذه الحالة ستكون أجهزة التكنولوجيا (مثل الحواسيب، والهواتف، وغيرها) أسرع بمليون مرة من الأجهزة الحالية»، موضحاً: «كانت الفكرة موجودة بعد نشر آخر بحث عن الترانزستور الضوئي، وقد استغرقت التجارب المعملية حتى نشر الدراسة الحالية 3 سنوات».

بينما يؤكد محمد ثروت حسن أن «هذا العمل هو الخطوة الأخيرة لتطوير شرائح إلكترونية فائقة السرعة، وستساعد في تطوير كل الأجهزة الإلكترونية، والأهم أنها ستساعد في تطوير الحسابات العلمية المعقدة القائمة على استخدام الذكاء الاصطناعي لتطوير تركيبات جديدة للأدوية، وتطوير مواد جديدة لتخزين الطاقة المستدامة، وهذا هو حجر الأساس لإلكترونيات المستقبل المعتمدة على استخدام الليزر فائق السرعة».


مقالات ذات صلة

تقرير: «أوبن إيه آي» تجري مناقشات لجمع تمويل من السعودية ومستثمرين هنود

الاقتصاد شعار «أوبن إيه آي»... (رويترز)

تقرير: «أوبن إيه آي» تجري مناقشات لجمع تمويل من السعودية ومستثمرين هنود

أفادت صحيفة «ذا إنفورميشن» بأن «أوبن إيه آي» تجري مناقشات لجمع تمويل من السعودية ومستثمرين هنود بقيمة 40 مليار دولار.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم 3 طرقٍ يُحدث بها الذكاء الاصطناعي ثورةً في الطب

3 طرقٍ يُحدث بها الذكاء الاصطناعي ثورةً في الطب

دقة ملحوظة في تشخيص الأمراض من الصور الطبية ونتائج الاختبارات

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
تكنولوجيا شركة ذكاء اصطناعي... تسعى للاستيلاء على وظيفتك

شركة ذكاء اصطناعي... تسعى للاستيلاء على وظيفتك

«وكلاء» الذكاء الاصطناعي قادرة اليوم على تنفيذ سلسلة طويلة من المهام، والتحقق من عملها بأنفسها كما يفعل الإنسان.

كيفن روز (سان فرانسيسكو)
يوميات الشرق رسم توضيحي لجهاز كمبيوتر يعتمد على جزيئات ثنائية الأبعاد (جامعة ولاية بنسلفانيا)

تطوير أول حاسوب إلكتروني خالٍ من السيليكون

طوَّر باحثون من جامعة ولاية بنسلفانيا الأميركية، حاسوباً إلكترونياً خالياً من السيليكون، الذي يعدّ عنصراً رئيسياً في أشباه الموصلات.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
يوميات الشرق ينشئ الجهاز خريطة رقمية للجيوب الأنفية باستخدام مسح وجه المريض من هاتف ذكي (شركة ساوندهيلث)

سوار ذكي لعلاج احتقان الأنف المزمن لدى الأطفال

اعتمدت إدارة الغذاء والدواء الأميركية سوار «سونو (Sonu)»، جهازاً طبياً قابلاً للارتداء، يعمل بالذكاء الاصطناعي، ويُستخدم في المنزل لعلاج احتقان الأنف.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )

فنانون مصريون يثيرون جدلاً حول «قافلة الصمود»

هند صبري (صفحتها على فيسبوك)
هند صبري (صفحتها على فيسبوك)
TT

فنانون مصريون يثيرون جدلاً حول «قافلة الصمود»

هند صبري (صفحتها على فيسبوك)
هند صبري (صفحتها على فيسبوك)

أثار عدد من الفنانين بمصر جدلاً واسعاً بعد التعبير عن آرائهم حول تداعيات أزمة «قافلة الصمود»، التي أثيرت على نطاق واسع خلال اليومين الماضيين، وتصدرت «التريند»، بمواقع التواصل منذ إعلان توجهها إلى مصر، بمشاركة أفراد من بعض دول المغرب العربي. وتفاعل فنانون عبر حساباتهم «السوشيالية»، مع التعليقات والمشاركات حول هذه القافلة، كان أبرزهم: هند صبري، وخالد يوسف، وصبري فواز، وطه دسوقي؛ حيث تضامن البعض منهم مع الحدث، وحرية التعبير، بينما أكد آخرون تأييدهم للموقف السياسي المصري الذي أكد على ضرورة اتباع الإجراءات القانونية لدخول البلاد.

ونشرت الفنانة هند صبري منشوراً عبر خاصية «ستوري»، بحسابها في موقع «إنستغرام»، أوضحت خلاله أن «الناس في مطار أمستردام يهتفون لفلسطين، وهم في طريقهم للانضمام إلى المسيرة العالمية إلى غزة عند معبر رفح في مصر».

وفي منشور آخر أشارت هند إلى أن غزة من دون «إنترنت» لليوم الرابع على التوالي، وخلال الـ24 ساعة الماضية قتلت إسرائيل ما يقارب 100 شخص، والكثير تعرض لإطلاق النار، ومن بينهم أطفال، بينما العالم ينشغل بإيران، في حين تكثف إسرائيل هجماتها على غزة، وفق ما نشرت.

المخرج خالد يوسف (صفحته على فيسبوك)

وكتب المخرج خالد يوسف عبر حسابه الشخصي بموقع «فيسبوك»، معبراً عن رأيه حول أزمة «قافلة الصمود»، وتأييده للموقف الرسمي المصري المناهض لتهجير أهل غزة، موضحاً أن «القافلة تواصلت مع بعض الشخصيات السياسية، للتنسيق بشأن مرورها ووصولها إلى رفح، لكن طلبهم قوبل بالرفض بعد دراسة الموقف الأمني والسياسي».

وأضاف المخرج المصري أنه «لا يستطيع الجزم بأن قرارهم بالاستمرار في المسيرة، رغم إبلاغهم برفض السلطات المصرية، هو إخلاص وحماس في السعي بوازع وطني وإنساني أم لإحراج مصر، أم لأهداف أخرى، وفي كل الأحوال لا بد أن نشيد بأي جهد في العالم لكشف وفضح الحصار الجائر وإدانة الإبادة الجماعية التي يتعرض لها الشعب الفلسطيني في غزة».

وعبر يوسف عن أمنيته بمرور القافلة في حال كان غرضها دعم ومناصرة القضية الفلسطينية.

ويرى نقاد أن الفنان لا بد أن يشارك برأيه في كل قضايا مجتمعه بشكل إيجابي، والتعبير عما بداخله، وقال الناقد الفني المصري، عماد يسري، إن «الفنان إنسان في المقام الأول، وتفاعله مع قضايا وطنه العربي الأكبر أمر طبيعي»، مضيفاً لـ«الشرق الأوسط» أن «هذه المشاركات والآراء المهمة، تجاه القضايا، لا تنطبق على نجوم مصر فقط، بل إنها موجودة في العالم أجمع، ولهم دور مهم وملموس تجاه كل القضايا الإنسانية المختلفة».

ويوضح يسري أنه «في عصر (السوشيال ميديا)، أصبحت مواقف الفنانين أسرع وصولاً من قبل ولها شعبية ومتابعة واسعة، وهذا يدعم القضية المطروحة».

ولفت إلى أن «آراء الفنان ربما تؤثر بالسلب أو الإيجاب على مسيرته وجماهيريته، ولدينا نجوم كثر تأثروا بهذا الأمر»، وقال إن «قافلة الصمود جعلت الآراء منقسمة بشكل واضح بين الرفض والقبول والدعم والقلق، ولكن بالنهاية أمن مصر يجب أن يكون فوق كل شيء».

الفنان صبري فواز (صفحته على فيسبوك)

في السياق ذاته، أكد الفنان صبري فواز على حرية الرأي سواء كانت بالرفض أو الدعم، وكذلك للدول التي سمحت لمواطنيها بالمشاركة في القافلة، أو الرفض، مؤكداً أن الحرية أمر رائع.

وكتب طه دسوقي عبر حسابه الشخصي في «فيسبوك»، تعليقاً على أزمة «قافلة الصمود»، منشوراً تضمن فقدان الأمل في الإنسانية، وفق تعبيره. وكتب دسوقي أنه «متضامن مع الحركات الشعبية التي تهدف لكسر الحصار على غزة، وكذلك مع بلده الذي يقع على عاتقه مسؤولية كبيرة».

ويرى الناقد الفني المصري طارق الشناوي أن الفنان جزء من المجتمع، ومن حقه التعبير عن رأيه في كل القضايا وليست السياسية فقط، وأضاف لـ«الشرق الأوسط»: «أؤيد إبداء الرأي، ولكن لا بد من وعي الفنان وإلمامه بكل تفاصيل القضية التي يدافع عنها أو يرفضها، وما هي تحفظاته عليها، خصوصاً القضايا الشائكة والمتعددة الأوجه التي تحتمل أكثر من قراءة».