في خطوة قد تغيّر مستقبل التكنولوجيا، يقود باحث مصري فريقا دوليا لتطوير تقنية تستخدم النبضات الضوئية لتشغيل الحواسيب، بسرعة تفوق الرقائق الحالية بمليون مرة. فما طبيعة هذا الابتكار؟ وما الذي يميّزه عن التقنيات التقليدية؟
بقيادة باحث مصري، يعمل باحثون على تطوير تقنية لتشغيل الكمبيوتر بنبضات ضوئية أسرع بمليون مرة من رقائق الكمبيوتر الحالية.صورة من: Uli Deck/dpa/picture alliance
إعلان
في إطار تعاون دولي بين جامعة أريزونا، ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في الولايات المتحدة، وجامعة لودفيغ ماكسيميليان في ألمانيا، يعمل باحثون على ابتكار وسيلة يمكن من خلالها استخدام نبضات من الضوء لا تتجاوز مدتها أقل من تريليون من الثانية لتشغيل أجهزة الكمبيوتر.
ويسعى فريق البحث للاستفادة مما يُعرف علميًا باسم ظاهرة "النفق الكمي أو الكمومي Tunneling"، والتي تعني قدرة الجسيمات على النفاذ وكأنها تحفر نفقًا في جدار لتخرج منه، وهو ما يحدث في بعض الظواهر الطبيعية مثل النشاط الإشعاعي.
وتركز الدراسة، المنشورة في مجلة "ناتشر Nature" العلمية، على قدرة هذه التقنية الحديثة على الوصول لسرعات معالجة أعلى من رقائق الكمبيوتر الحديثة.
ويؤكد الأستاذ المساعد في الفيزياء والعلوم البصرية بجامعة أريزونا الأمريكية، محمد حسن، والذي قاد سابقا جهودا لتطوير أسرع مجهر إلكتروني في العالم، أن إرسال البيانات بهذه السرعات سيحدث ثورة في عالم الحوسبة كما نعرفه.
وكان الفريق البحثي يدرس في الأصل التوصيل الكهربائي لعينات معدلة من "الغرافين Graphene"، وهي مادة تتكون من طبقة واحدة من ذرات الكربون. وعندما يسلط الباحثون أشعة الليزر على الغرافين، تثير طاقة الليزر الإلكترونات المكونة للمادة وتتشكل على هيئة تيار. في بعض الأحيان. وتمكن الباحثون من تعديل عينات من مادة الغرافين بحيث يمكن للإلكترونات المكونة لها الانزلاق عبر نفق شبه فوري.
ويقول حسن: "عند دخول المختبر، تتوقع دائما ما سيحدث لكن جمال العلم الحقيقي يكمن في التفاصيل الصغيرة التي تحدث والتي تدفعك إلى مزيد من البحث. بمجرد أن أدركنا أننا حققنا تأثير النفق هذا، كان علينا اكتشاف المزيد".
وبالفعل، نجح الفريق لاحقًا في تطوير أسرع "مفتاح ضوئي phototransistor" للتحكم في الضوء في العالم. ويوضح حسن: "هذا الإنجاز يمثل قفزة كبيرة إلى الأمام في تطوير تقنيات الكمبيوتر فائقة السرعة".
تحرير: عادل الشروعات
ابتكار ألماني يساعد على إخماد حرائق الغابات بالذكاء الاصطناعي
تزايد حرائق الغابات، بات يستدعي التصرف على وجه السرعة. لهذا يتم حاليا اختبار طائرات بدون طيار للكشف عن الحرائق وإخمادها في ولاية براندنبورغ الألمانية. فكيف تخمد تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي حرائق الغابات؟
صورة من: RALF HIRSCHBERGER/AFP
طائرات بدون طيار لمكافحة حرائق الغابات
تمثل حرائق الغابات مشكلة في براندنبورغ منذ سنوات بسبب ارتفاع درجات الحرارة وتغير المناخ. في المستقبل، تريد إحدى الشركات في برلين استخدام طائرات بدون طيار للمساعدة في اكتشاف الحرائق ومكافحتها. في 27 مارس/ آذار 2025، أقلعت طائرة بدون طيار من شركة "Dryad Networks GmbH" في رحلتها الأولى بالقرب من بلدة إبرسفيلده.
صورة من: RALF HIRSCHBERGER/AFP
الأمل الأخضر في وسط براندنبورغ
على شكل كرة غولف كبيرة الحجم، يعد هذا المجسم بمثابة عنبر للطائرة بدون طيار "Silvaguard" والتي يتم التحكم فيها عبر الذكاء الاصطناعي. يعد هذا أول نظام بدون طيار مستقل يعتمد على الذكاء الاصطناعي. ويأمل مطورها أن يتمكن يومًا ما من اكتشاف الحرائق الجديدة وإطفائها في غضون دقائق.
صورة من: RALF HIRSCHBERGER/AFP
تكنولوجيا استشعار الحرائق
بمجرد أن يكتشف جهاز الاستشعار حريقاً في الغابة، تنطلق الطائرة بدون طيار نحو جهاز الاستشعار بشكل مستقل بهدف تحليل الوضع، وفق متحدث باسم الشركة. وبفضل الصور المرسلة لحجم وموقع الحريق، يتمكن قسم الإطفاء من إرسال خدمات الطوارئ إلى هناك حسب الحاجة.
صورة من: RALF HIRSCHBERGER/AFP
طرق إخماد حرائق "لا يمكن إيقافها"
وقال ليندون برونتو، خبير مكافحة حرائق الغابات في معهد الغابات الأوروبي، إن حرائق الغابات وصلت إلى مرحلة "لا يمكن إيقافها بشكل أساسي". ولذلك، يجب اتخاذ تدابير جديدة، سواء في منع الحرائق أو مكافحتها.
صورة من: RALF HIRSCHBERGER/AFP
أهمية التدخل السريع
وقال كارستن برينكشولته، المدير الإداري لشركة Dryad الألمانية، خلال عرض التكنولوجيا لوكالة فرانس برس: "تنتشر الحرائق بشكل أسرع بكثير وبقوة أكبر مما كانت عليه في الماضي. وهذا يعني أيضاً أنه يتعين علينا التدخل بسرعة أكبر". يذكر أن نظام الطائرات بدون طيار المبتكر تم دعمه بأموال الاتحاد الأوروبي.
صورة من: RALF HIRSCHBERGER/AFP
إخماد النيران عبر الموجات الصوتية
وتأمل شركة Dryad ألا تكون طائرتها بدون طيار قادرة على اكتشاف الحرائق بفضل التكنولوجيا الجديدة فحسب، بل قادرة أيضاً على إخمادها. وبدلاً من استخدام الماء أو مسحوق الإطفاء، يجب إطفاء الحرائق المشتعلة بمدافع الصوت، وبالتالي تجنب الآثار السلبية لعوامل الإطفاء الكيميائية، بحسب الشركة. يصدر ما يسمى بـ "مدفع الصوت" موجات صوتية منخفضة التردد تعمل على "إخماد" النيران.
صورة من: RALF HIRSCHBERGER/AFP
أول استخدام خارج أوروبا
من المقرر أن يتم طرح الطائرة بدون طيار عام 2026 للبيع في الأسواق لاستخدامها لأول مرة خارج أوروبا. وقال برينكشولته: "لا تزال هناك حاجة إلى تهيئة ظروف الإطار القانوني للتشغيل التجاري". ومن المقرر انتشارها على مستوى أوروبا في السنوات المقبلة. وحتى ذلك الحين، هناك عدد من التحديات التقنية التي يتعين التغلب عليها.