حقق فريق من الباحثين تقدمًا مهمًا في مجال الحوسبة الضوئية، بعد تطوير جسيمات هجينة تجمع بين خصائص الضوء والمادة، في خطوة قد تمهد الطريق إلى جيل جديد من المعالجات الأسرع والأكثر كفاءة، خاصة في تطبيقات الذكاء الاصطناعي.منذ أكثر من ثمانية عقود، اعتمدت الحواسيب على حركة الإلكترونات داخل شرائح السيليكون لمعالجة المعلومات. لكن مع النمو الهائل في قدرات الذكاء الاصطناعي، أصبحت هذه التقنية تواجه تحديات متزايدة، أبرزها استهلاك الطاقة، وارتفاع درجات الحرارة، والقيود الفيزيائية التي تحد من زيادة سرعة المعالجات.وللتغلب على هذه العقبات، نجح باحثون من جامعة بنسلفانيا في تطوير ما يُعرف باسم الإكسيتون-بولاريتونات (Exciton-Polaritons)، وهي جسيمات شبهية تتكون عندما يتفاعل الضوء بقوة مع المادة داخل أشباه الموصلات، فتجمع بين سرعة الفوتونات وقدرة المادة على تنفيذ العمليات المنطقية اللازمة للحوسبة.واعتمد الفريق على حبس الضوء داخل مادة شبه موصلة فائقة الرقة، لا يتجاوز سمكها بضع طبقات ذرية، مما عزز التفاعل بين الضوء والمادة إلى درجة تسمح بإجراء عمليات التبديل المنطقي مباشرة باستخدام الضوء، دون الحاجة إلى تحويل الإشارات الضوئية إلى كهربائية ثم إعادتها إلى ضوء، وهي خطوة تُعد من أكبر مصادر استهلاك الطاقة في الأنظمة الضوئية الحالية.ويتميز هذا النهج بانخفاض استهلاك الطاقة إلى نحو أربعة فيمتوجول فقط لكل عملية، وهو مقدار ضئيل للغاية قد يساهم مستقبلًا في تقليل استهلاك الكهرباء داخل مراكز البيانات التي تشغل نماذج الذكاء الاصطناعي، والتي أصبحت تستهلك كميات متزايدة من الطاقة حول العالم.ويرى الباحثون أن هذه التقنية قد تفتح الباب أمام تطبيقات واسعة، مثل تطوير معالجات ضوئية فائقة السرعة، وأنظمة ذكاء اصطناعي أكثر كفاءة، ومعالجة الصور مباشرة من المستشعرات دون تحويلات إضافية، وربما المساهمة في بناء منصات حوسبة كمية مدمجة على شريحة واحدة.ورغم النتائج الواعدة، يؤكد العلماء أن هذه التقنية لا تزال في مرحلة البحث والتطوير، وأن تحويلها إلى منتجات تجارية يتطلب التغلب على تحديات تتعلق بالتصنيع واسع النطاق، والاستقرار طويل الأمد، وتكاليف الإنتاج.ومع ذلك، يمثل هذا الإنجاز خطوة مهمة نحو مستقبل قد تعتمد فيه الحواسيب على الضوء بدلًا من الإلكترونات، وهو تحول قد يعيد رسم حدود السرعة وكفاءة استهلاك الطاقة في عالم الحوسبة الحديثة.

#منصة اقرأ#مجلة ايليت فوتو ارت.