هل يمكن الوصول للكمبيوتر فائق السرعة عبر عزل الإلكترونات؟


#1



هل يمكن الوصول للكمبيوتر فائق السرعة عبر عزل الإلكترونات؟

تتم معالجة بيانات الكمبيوتر بشكل ثنائي. ووحدات المعلومات (بت) يمكن أن تكون صفر أو واحد. الآن تمكن باحثون من تحويل الإلكترونات لتعالج بشكل رباعي. وهذا ما سيجعل الكمبيوترات تعالج البيانات بشكل أسرع بكثير.

أبجدية معالجة البيانات في الكمبيوتر بسيطة، لأنها تشتمل على عنصرين فقط: الصفر والواحد. وهي تصف حالة البت لشحنة كهربائية، أو فرق التوتر. أندرياس فيك، باحث الفيزياء في جامعة بوخوم الألمانية، يشبه الالكترونات هنا بسرب السمك، الموجودة في موصلات وشبه موصلات كهربائية. فالأسماك في السرب لا تتحرك من تلقاء ذاتها، وإنما يجب تحفيزها. وتبدأ الأسماك بالسباحة عندما تلامس توترا كهربائيا، وتنقبض معا على شكل سرب عند السطح المعدني أو شبه الموصل الكهربائي.

ومن أجل معالجة البيانات في الكمبيوتر يجري ترميز الحالتين الممكنتين لوحدة المعلومات (بت)، فتنشأ كثير من أرقام الصفر والواحد. ولكن للإلكترونات خصائص أخرى، كما يقول أندرياس فيك، الذي قام وزملاؤه الباحثون باستخدامها، من أجل الوصول “كيو بت” أي البت الرباعي: “توسيع البت إلى البت الرباعي يمكن أن يؤدي إلى زيادة القدرة الحسابية للكمبيوترات بشكل خارق”. لأنه بذلك سيكون هناك أكثر من حالتين. أندرياس فيك، سبق له وأن تنبأ بهذا الأمر قبل 22 عاما، والآن تمكن من تحقيق ذلك، بمساعدة زملائه من غرونوبل الفرنسية وطوكيو اليابانية.


الباحثون متفائلون بالوصول إلى الكمبيوتر السوبر

من البت إلى الكيوبت

التحول إلى الكيوبت يتم وفقا للإجراءات التالية: عادة تتحرك إلكترونات محفزة، في طرق محددة ومتوازية، عبر المعادن أو أشباه الموصلات. قام الباحثون الآن بإرسال موجة كهربائية إضافية. ومن سرب الإلكترونات تختار الموجة إلكترونا، يسير بعدها مع هذه الموجة.

عقب ذلك استغل الباحثون الطريق الجديد الذي يسير فيه الإلكترون المنفصل عبر قناتين متلاصقتين. وفي الواقع لا يمكن للإلكترون أن يتحرك إلا في واحدة من القناتين، أي أن يأخذ إما الحالة صفر أو الحالة واحد. ولكن بعد أن زاوج الباحثون بين القناتين، أصبح الإلكترون يسير في القناتين معا بشكل متواز. وهكذا تولد لدينا الكيو بت (البت الرباعي). وينتج عن ذلك أبجدية أوسع بكثير لمعالجة البيانات، من نظام المعالجة الثنائي.

ولكن تبقى هناك مشكلة: ليست كل الإلكترونات مطواعة وقابلة للعزل لتسير في مسار منفصل. حتى الآن نجح الباحثون في تطويع جزء منها فقط، كما يقول الباحث فيك. ولكن الباحثين يعملون الآن بتركيز لإيجاد حل قريب.

نيكول شيرشون/ فلاح آل ياس
مراجعة: عبد الرحمن عثمان