علماء روس يبتكرون أول كمبيوتر عملاق مبني على الليزر

كتب - حاتم صدقي:

يُعتقد أن الكمبيوتر الضوئي الفريد الذي ابتكره العلماء الروس أخيرا يتمتع بمزايا هائلة على أجهزة الكمبيوتر التقليدية، مما يفتح أبوابًا جديدة فيما يتعلق بالقدرة الحسابية الأولية واستخدام الطاقة.

طُور الحاسوب العملاق من قبل معهد الأبحاث العلمية لعموم روسيا في الفيزياء التجريبية في مدينة ساروف، على بعد حوالي 375 كم جنوب شرق موسكو، ويستند إلى تقنية الحوسبة الضوئية.

وحصل المعهد بالفعل على براءة اختراع مشروعه في الحوسبة البصرية. وتتم المعالجة من خلال تفاعل نبضات الليزر، بدلاً من الإشارات الكهربائية، كما هو الحال في الحواسب التقليدية.

وينقسم الكمبيوتر البصري إلى مقاطع كهربائية وفوتونية، مع ترجمة شفرة الماكينة إلى نبضات ليزر. ثم تنتقل الفوتونات إلى معالج فوتوني، حيث تتفاعل نبضات الليزر بطريقة تسمح بتنفيذ العمليات المنطقية كالتي توجد في أجهزة الكمبيوتر التقليدية.

بعد ذلك، تترك أشعة الليزر المعالج وتعود إلى الجزء الكهربائي للكمبيوتر، حيث يتم تحويل المعلومات البصرية مرة أخرى إلى معلومات قائمة على الكهرباء، بحيث تصبح في متناول المستخدم.

وصرح سيرجي ستيبانينكو، كبير الباحثين بمعهد الفيزياء التجريبية، لوكالة سبوتنيك الروسية بأن الحواسب الضوئية يمكنها حل المشاكل الرياضية التي لا تدخل في نطاق المشكلات التقليدية القائمة على أشباه الموصلات.

وأشار إلى أن التكنولوجيا الفوتونية تسمح بالتخفيض بمقدار عشرات أو حتى مئات الآلاف من المرات في كمية الطاقة اللازمة لتحقيق نفس أداء الكمبيوتر الكهربائي التقليدي.

وعندما يتطلب الكمبيوتر العملاق بناء بحجم ملعب كرة قدم كما يقول ستيبانينكو، يمكن للكمبيوتر البصري تحقيق نفس الأداء في مساحة بحجم فنجان شاي بحجم نصف لتر وله طاقة حرارية تبلغ حوالي 100 واط -أقل من غلاية كهربائية.

ويعمل علماء الكمبيوتر في جميع أنحاء العالم على مفهوم أجهزة الكمبيوتر الضوئي لسنوات عديدة، ولكنهم لم يتمكنوا من التوصل إلى نتائج ملموسة لمجموعة متنوعة من الأسباب، بما في ذلك العملية غير الخطية التي يجب أن تتفاعل فيها إشارات متعددة، وضعف إضاءة الموجات مقارنة بالموجات الكهرومغناطيسية، وغيرها من القضايا التقنية.

ويخطط العلماء لعمل الكمبيوتر البصري، للانتقال بين مكونات الكمبيوتر الضوئية والكهربائية التي يتم تنفيذها على نحو نادر ما أمكن حتى لا تضيع الوقت والطاقة.

ومن الممكن أن تصل القدرة الحسابية النظرية القصوى للحاسوب الفوتوني الذي أنشأه معهد الفيزياء التجريبية إلى 50 بيتافلوبس (أي 50 كوادريليون عملية عائمة في الثانية)، حيث تتطلب هذه القدرة القصوى 100 وات فقط من الكهرباء.

وعلى سبيل المقارنة، فإن 100 واط في الكمبيوتر التقليدي سيسمح بإنتاج حوالي 5 تيرافلوب، أي أقل بـ 10000 مرة.

علاوة على ذلك، يعتقد العلماء في امكانية زيادة قوة أجهازتهم البصرية من خلال التخفيضات في طول الموجة الضوئية.

ويمكن أن تتضمن التطبيقات العملية لأجهزة الكمبيوتر البصرية كل شيء بدءًا من المشكلات الرياضية وحتى دراسة الشفرة الجينية.

ونظراً لاستخدامها المنخفض نسبياً للطاقة، لن يكون من غير المعقول الافتراض أنه يمكن استخدامها في بيئات محدودة الوصول إلى الكهرباء، في المناطق النائية أو في الفضاء.