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

هل نشهد أول هاتف ثلاثي الطي؟ إليك أبرز التسريبات قبيل حدث «سامسونغ» الشهر المقبل

تكنولوجيا «سامسونغ غالاكسي إس 25 ألترا»

هل نشهد أول هاتف ثلاثي الطي؟ إليك أبرز التسريبات قبيل حدث «سامسونغ» الشهر المقبل

تستعد «سامسونغ» للكشف عن أجهزة قابلة للطي أكثر نحافة وذكاء الشهر المقبل، مع تعزيز تكامل الذكاء الاصطناعي، وإطلاق محتمل لساعات وسماعات جديدة.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا شعار «ديب سيك» على أحد الهواتف الجوالة (رويترز)

الصين تستعد لطفرة ذكاء اصطناعي تتجاوز 100 مشروع جديد كـ«ديب سيك»

تستعد الصين لإطلاق أكثر من 100 نموذج ذكاء اصطناعي متقدم، مدعومة بكفاءات محلية وسوق ضخمة رغم القيود الأميركية وتصاعد التوترات التكنولوجية.

نسيم رمضان (لندن)
خاص يؤكد باحثون أن الأتمتة الذكية في السعودية أصبحت أداة استراتيجية لتمكين الكفاءات الوطنية لا لإحلالها (غيتي)

خاص الأتمتة الذكية في السعودية... كيف تُمكن المواهب وتُعيد تعريف الخدمات الحكومية؟

تسهم الأتمتة الذكية في السعودية في تمكين الكفاءات الوطنية وتطوير الخدمات الحكومية من خلال دمج الذكاء الاصطناعي في التدريب والتوظيف لتحقيق «رؤية 2030».

نسيم رمضان (لندن)
علوم مليارديرات التكنولوجيا يخوضون رهاناً محفوفاً بالمخاطر بشأن مستقبل البشرية

مليارديرات التكنولوجيا يخوضون رهاناً محفوفاً بالمخاطر بشأن مستقبل البشرية

يقدمون أنفسهم على أنهم «مهندسو مستقبل أنصعَ إشراقاً وأعلى سمواً» لدمج وعي الإنسان مع الذكاء الاصطناعي في مسعى لتحقيق حلم الخلود.

علوم  مراكز بيانات متخصصة في الذكاء الاصطناعي لدى 32 دولة فقط

الفجوة العالمية في الذكاء الاصطناعي: دليل شامل

الولايات المتحدة والصين والاتحاد الأوروبي أكبر مناطق المستفيدة من ثورة الذكاء الاصطناعي، إذ إنها تستضيف أكثر من نصف أقوى مراكز البيانات في العالم.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)

حفل «هولوغرامي» كامل العدد لـ«العندليب» بالمغرب رغم الأزمات

الفنان الراحل عبد الحليم حافظ (فيسبوك)
الفنان الراحل عبد الحليم حافظ (فيسبوك)
TT

حفل «هولوغرامي» كامل العدد لـ«العندليب» بالمغرب رغم الأزمات

الفنان الراحل عبد الحليم حافظ (فيسبوك)
الفنان الراحل عبد الحليم حافظ (فيسبوك)

استعان مهرجان «موازين»، في دورته الـ 20 والتي تقام فعالياتها حالياً في العاصمة المغربية الرباط، بشخص شبيه للفنان الراحل عبد الحليم حافظ، ليجسد صورته «الهولوغرامية»، مع الاستعانة بصوته الأصلي لتقديم عدد من أغنياته، التي تعود ملكيتها للمنتج محسن جابر، وذلك لتجاوز الأزمة التي نشبت قبل الحفل بين ورثة العندليب وإدارة المهرجان.

وخرج الحفل «الهولوغرامي»، الذي أقيم على خشبة «المسرح الوطني... محمد الخامس» للنور، ورفع شعار «كامل العدد»، حسب إدارة المهرجان، بعد أزمة كبيرة دارت خلال الأيام الماضية بين ورثة العندليب، وإدارة مهرجان «موازين»، التي استعانت بشركة أخرى غير التي تتعاون مع الورثة، نظراً لأنها ليست شركة مغربية خالصة، وفق بيان للمهرجان.

جانب من حفل العندليب الهولوغرامي في «موازين» (إدارة المهرجان)

الحفل الذي رفع شعار «كامل العدد»، حضره نخبة من الشخصيات الرسمية، وفق بيان المهرجان، الذي أكد أن كل ما نشر عن إلغائه أو منعه لا يمت للحقيقة بصلة، وكان الغرض منه إثارة الجدل فقط، وأنه أُقيم بشكل قانوني، بعد حصولهم والشركة المنظمة على جميع التصريحات الرسمية من المنتج محسن جابر، صاحب الحقوق الحصرية لأرشيف عبد الحليم.

وتعليقاً على الحضور اللافت للحفل، «الهولوغرامي»، من جميع المراحل العمرية، حسب البيان، وبعيداً عن أزمة «الملكية الفكرية»، يرى نقاد أن الحنين للكلمة واللحن، وحضور أحد نجوم «الزمن الجميل»، مجدداً هو أساس جماهيرية هذه الحفلات.

الناقد الموسيقي المصري محمد شميس يرى أن هذا النوع من الحفلات الغنائية ينعش الحنين لمطرب تابعه جمهوره، وارتبطوا بأعماله وأغنياته على الشاشة، لافتاً في حديثه لـ«الشرق الأوسط»، إلى أن رؤيته مجدداً على المسرح عن طريق هذه التقنية والتفاعل معه، أمر رائع وشعور جيد، لذلك تحظى هذه الحفلات غالباً بحضور، خصوصاً إذا كانت لمطرب له جماهيرية طاغية.

الملصق الترويجي للحفل الهولوغرامي للعندليب عبد الحليم حافظ (حساب المهرجان بـ فيسبوك)

وافتتح الحفل، بأغنية «الماء والخضرة والوجه الحسن»، التي قدمها عبد الحليم خصيصاً للمملكة المغربية، كما استمع الجمهور خلال الحفل لباقة من أغنيات «العندليب» الشهيرة من بينها، «أول مرة تحب يا قلبي»، و«بلاش عتاب»، و«أسمر يا أسمراني»، و«جبار»، و«بتلوموني ليه»، و«جانا الهوا»، و«حبك نار»، و«سواح».

ورغم شعار «كامل العدد»، الذي رفعه الحفل، وفق إدارة المهرجان، لكن حساب «عبد الحليم»، بـ«فيسبوك»، وصفه بأنه «مهزلة وفضيحة كبري، ومثير للاشمئزاز»، حيث ظهر حليم بشكل كارتوني مضحك، حسبما كتبت الصفحة، واستكمل الحساب الذي يدار بمعرفة «ورثة» العندليب، بأن «الحفل سيكون سقطة في حق المهرجان».

وبدأت أزمة الحفل التي أثيرت خلال الأيام الماضية، عقب إعلان صفحات المهرجان «السوشيالية»، عن إقامته، الأمر الذي أثار حفيظة أسرة العندليب، والتي أعلنت عبر بيان صحافي، أنها ستقوم بمقاضاة القائمين على المهرجان، والشركة المنفذة للحفل، لعدم التواصل أو الاتفاق معهم بشأن استخدام اسم أو صورة عبد الحليم.

جانب من حفل العندليب الهولوغرامي في «موازين» (إدارة المهرجان)

ويقول الناقد الموسيقي المصري أمجد مصطفى: «إن هذا النوع من الحفلات يحظى بحضور كبير، نظراً للحنين الجارف لهؤلاء النجوم، وأعمالهم التي أثرت الساحة الفنية»، وأوضح مصطفى لـ«الشرق الأوسط»، أن إقامة هذه الحفلات في إطار منظم وعدم الإساءة لاسم النجم وشكله، أمر رائع ومتاح لتوثيق حضورهم مجدداً، كي تتعرف عليهم الأجيال الحالية.

وأكد مصطفى أن من حق «ورثة»، عبد الحليم، الاعتراض على إقامة الحفل إذا كان يسيء له، لكن خلاف ذلك فوجود اسمه، وغيره من النجوم بأعمالهم في حفلات وأعمال درامية أيضاً، أمر مهم للتوثيق الفني.

لم يكن حفل «العندليب»، الهولوغرامي، الأول من نوعه خلال مهرجان «موازين»، فقد تم استخدام التقنية نفسها، العام الماضي، في حفلين سابقين لـ«أم كلثوم»، وفق إدارة المهرجان.

الناقد الفني المصري محمد شوقي أكد أن نجاح هذه الحفلات يعود لكون الأغنيات التي تقدم بها تحمل مشاعر وأحاسيس ومعاني افتقدناها بشكل كبير في الإنتاجات الفنية الحالية، موضحاً لـ«الشرق الأوسط»، أن «هذه الحفلات تعد فرصة جيدة للتحليق في سماء الفن، وظاهرة صحية نتيجة الظروف القاسية التي نعيشها».

وقدم عبد الحليم حافظ عدداً كبيراً من الأفلام العربية، التي اتسمت بالطابع الغنائي من بينها، «لحن الوفاء»، و«أيامنا الحلوة»، و«موعد غرام»، و«دليلة»، و«الوسادة الخالية»، و«شارع الحب»، و«يوم من عمري»، و«الخطايا»، «أبي فوق الشجرة»... وغيرها.