أحدث الأخبار مع #جامعةأريزونا
الجزيرة
منذ 6 أيام
- علوم
- الجزيرة
عبر "النفق الكمي".. عالم مصري يقفز بالحوسبة لتصبح أسرع مليون مرة
قطع فريق بحثي من جامعة أريزونا الأميركية يقوده العالم المصري الدكتور محمد ثروت حسن، الأستاذ المشارك في الفيزياء والعلوم البصرية، خطوة كبيرة نحو نقل الحوسبة إلى عصر "البيتاهيرتز". جاء ذلك بعد نجاحه في تصنيع "ترانزستور ضوئي"، يمكن تشغيله وإطفاؤه في زمن قياسي يعادل 630 أتوثانية ، أي ما يعادل سرعة 1.6 بيتاهرتز، وهو معدل لم يصل له أي معالج إلكتروني موجود اليوم. وتعمل الحواسيب اليوم بسرعة تقاس بالمليار مرة في الثانية (غيغاهيرتز)، لكن التقنية الجديدة التي تم الإعلان عنها في دراسة نشرتها دورية"نيتشر كوميونيكيشنز"، تعد بسرعات خيالية تقاس بألف تريليون مرة في الثانية (بيتاهيرتز)، وهذا يعني أن الاستجابة الإلكترونية قد تصبح أسرع بنحو مليون مرة، وهو ما يفتح الباب أمام جيل جديد من الحوسبة فائقة السرعة. ويقول حسن في تصريحاته للجزيرة نت "هذا الإنجاز تم بناؤه على ما تحقق في أبحاث سابقة، تمكنا خلالها، على مدى السنوات الأخيرة، من تطوير أدوات تعتمد على نبضات ضوئية فائقة السرعة تقاس بوحدة (أتوثانية)، وهي جزء من مليار مليار من الثانية" ويضيف "وقد مكنتنا هذه الأدوات من التحكم في حركة الإلكترونات داخل المواد في لحظات قصيرة جدا. وكان السؤال الذي يطرح علي دائما: كيف يمكن نقل هذا العمل إلى المجال التطبيقي؟ ويمثل الترانزستور الضوئي الجديد إجابة عملية على هذا السؤال". البناء على ما سبق واستخدم حسن وفريقه ما تعلموه في الأبحاث السابقة، لإجراء تعديلات على الترانزستورات الضوئية المتوفرة بالأسواق والمصنوعة من مادة الجرافين، كي تستطيع أن تحقق مبدأ "النفق الكمي" في عملها، وهي ظاهرة ميكانيكية كمومية تسمح للإلكترونات بعبور حواجز طاقة لا يمكنها تجاوزها بالوسائل التقليدية. ويتكون الترانزستور الضوئي المطور من طبقتين من الجرافين وبينهما طبقة من السيليكون، وهذا التصميم يسمح بمرور الإلكترونات بين الجرافين والسيليكون عبر ظاهرة النفق الكمي، وباستخدام نبضات ليزر قصيرة جدا (6.5 فيمتو ثانية). وقام الباحثون بتوليد تيار لحظي في الترانزستور عبر ظاهرة التحفيز الضوئي والكمومي، مما سمح بتحكم فائق السرعة في تدفق الإلكترونات، وبزمن قدره 630 أتوثانية فقط، أي ما يعادل سرعة 1.6 بيتاهيرتز. ويقرب حسن ما فعلوه بمثال توضيحي قائلا "تخيل أن الإلكترون يشبه متزلجا على الجليد يريد عبور تلة عالية، ففي الظروف العادية، يحتاج إلى طاقة كبيرة ليصعد فوق التلة، لكن النفق الكمي يسمح له بالظهور فجأة على الجانب الآخر من التلة، من دون الحاجة لتسلقها ، كأنه اخترقها". تأكيد ظاهرة النفق الكمي وتأكد الباحثون من أن التيار ينتج عن نفق كمي، وذلك عبر قياس منحنيات الجهد والتيار مع وبدون الليزر، وأظهر الفارق بين المنحنيين أن التيار ينتج عن نفق كمي، أي أن الإلكترونات تتخطى الحاجز دون طاقة كافية، بفضل الليزر. ولم يكتفوا بذلك، بل تحكموا في شدة التيار بواسطة الليزر، فكلما زادوا من شدة الليزر لاحظوا أن شدة التيار تزيد، مما يدل على إمكانية التحكم الكامل في التيار بالضوء. وقطع الفريق البحثي خطوة أبعد من ذلك، عبر تنفيذ ما يُعرف بـ"البوابات المنطقية" داخل الترانزستور الجديد، وهي اللبنات الأساسية التي تعتمد عليها جميع العمليات داخل الحواسيب، وقد فعلوا ذلك عبر دمج التيار الناتج عن نبضات الليزر الفائقة السرعة مع تيار كهربائي خارجي داخل جهاز واحد. ولتقريب الصورة، تخيل أن الترانزستور الجديد مثل بوابة ذكية لا تفتح إلا عند استلام إشارتين: الأولى من ضوء الليزر، والثانية من التيار الكهربائي، فإذا أردنا تنفيذ بوابة منطقية من النوع "و"، فإن البوابة لا تفتح إلا عند وصول الإشارتين معا، أما في بوابة من النوع "أو"، فيكفي وصول أي إشارة منهما لتفتح. إعلان ويقول الدكتور حسن "هذا الدمج غير المسبوق بين الضوء والكهرباء، وباستخدام مادة الجرافين والنفق الكمي، قد يمهد الطريق نحو حواسيب تعمل بسرعات خارقة لم تعرفها البشرية من قبل". والمميز في هذا العمل، ليس فقط هذه النتائج غير المسبوقة، ولكن أيضا إجراء كل هذه التجارب في بيئة عادية (درجة حرارة وضغط الغرفة)، وهو ما يعني بحسب د.حسن، أن التقنية الجديدة قابلة للتطبيق الصناعي وليس فقط في المختبر. الدمج في رقائق إلكترونية وعن الخطوة القادمة في هذا العمل، يقول د.حسن "سيكون مشروعنا التالي، الذي قد يشهد تعاونا مع شركاء في الصناعة، هو دمج الترانزستور المطور في رقائق إلكترونية تكون قابلة للاستخدام في جميع الإلكترونيات، لنقل الحوسبة إلى عصر البيتاهيرتز". ويوضح أن تحقيق ذلك سيكون له انعكاس في العديد من المجالات منها: أولا: سرعة معالجة خارقة تتيح تنفيذ عمليات حسابية ومعالجة بيانات في أجزاء من الأتوثانية (جزء من مليار مليار من الثانية)، وهو ما يعادل استجابة فورية تقريبا. ثانيا: تصغير حجم المعالجات دون التضحية بالأداء، مما يؤدي إلى أجهزة إلكترونية أصغر حجما وأكثر كفاءة، من الهواتف إلى الروبوتات. ثالثا: تسريع زمن المعالجة، بما يعني قدرة أكبر على تشغيل خوارزميات الذكاء الاصطناعي بسرعة قياسية، مما يعزز قدراتها في التعلم، التحليل، والتنبؤ. رابعا: تمكين علماء الفيزياء، الأحياء، والطب من إجراء محاكاة لأمور معقدة مثل تصميم الأدوية، الطقس، الجزيئات والنجوم بسرعات غير ممكنة حاليا. خامسا: أنظمة القيادة الذاتية، الجراحة عن بُعد، والشبكات الأمنية ستستفيد من أزمنة استجابة فورية تقريبا، ما يحسن السلامة والدقة.
مصرس
٠٨-٠٣-٢٠٢٥
- منوعات
- مصرس
نشرة القليوبية من «المصري اليوم»: أطول مائدة إفطار بالخصوص وضبط 400 كيلو بلح مجهول وأحكام بالمؤبد
شهدت محافظة القليوبية، اليوم السبت، عددًا من الأحداث المهمة التي نالت اهتمام عدد كبير من القراء. وخلال السطور التالية نستعرض أهم الأحداث التي شهدتها القليوبية، اليوم، 8 مارس 2025، ضمن النشرة اليومية والتي جاءت كالتالي:«مائدة وطن واحد».. مائدة إفطار مجمع بالخصوص تسع 12 ألف صائمشهدت منطقة الرشاح بمدينة الخصوص بمحافظة القليوبية، اليوم السبت، تنظيم أكبر مائدة إفطار مجمع، والتي ضمت حوالي 12 ألف مواطن من الصائمين اللذين تناولوا وجبات الإفطار كتفا إلى كتف عبر مائدة «وطن واحد»، التي تزينت بأعلام مصر، حيث ضمن المائدة مسلمين ومسيحيين، وسط فرحة كبيرة من المشاركين.لبحث التعاون.. رئيس «بنها الأهلية» يستقبل وفد جامعة أريزونا الأمريكيةاستقبل الدكتور تامر سمير رئيس جامعة بنها الأهلية، اليوم السبت، وفدًا من جامعة اريزونا الأمريكية برئاسة الدكتور وديع عطيه المدير التنفيذي للبرامج المشتركة للجامعة، والدكتورة رشا وهيب مدير البرامج المشتركة للجامعة مع جامعة الجلالة، في إطار تعزيز سبل التعاون الأكاديمي والعلمي بين الجامعتين.الطقس في المحافظات.. استقرار الطقس وقت الظهيرة بمحافظة القليوبية السبت 08 مارس 2025 (العظمى «23» والصغرى «12»)ساد طقس مستقر أنحاء محافظة القليوبية، السبت 08 مارس 2025، مع فترة الظهيرة، صاحبه اعتدال في درجات الحرارة، مع الشعور بالحرارة تحت أشعة الشمس، وشيء من البرودة في الظل.للمسافرين.. مواعيد قيام ووصول قطارات «القاهرة- بنها- الإسكندرية» السبت 8 مارس 2025تزايدت معدلات بحث عدد كبير من المواطنين عبر محرك «جوجل» عن مواعيد قطارات هيئة السكك الحديدية، في ثامن أيام شهر رمضان المبارك، وخاصة مع تعديل مواعيد بعض القطارات بالتزامن مع بدء الشهر الفضيل، ومنها مواعيد قطارات سكك حديد مصر، مواعيد قطارات القاهرة- الإسكندرية، خط «القاهرة- بنها- الإسكندرية»، والتي تنطلق من محطة قطارات «مصر»، بمحافظة القاهرة اليوم السبت 8 مارس 2025.المؤبد ل 5 عمال وربة منزل بتهمة إشعال النيران في منزل بالقناطر الخيريةقضت محكمة جنايات شبرا الخيمة، الدائرة الأولى، السجن المؤبد ل 5 عمال وربة منزل لاشعالهم النيران في منزل سيدة بسبب خلافات بينهم بدائرة مركز شرطة القناطر الخيرية في محافظة القليوبية.المؤبد لتاجر وعاملين بتهمة ترويج المخدرات ومقاومة السلطات في القليوبيةأصدرت الدائرة الأولى بمحكمة جنايات شبرا الخيمة في محافظة القليوبية حكما رادعا في حق تاجر وعاملين لاتجارهما في المخدرات حيث قضت في حكمها الأول بالسجن المؤبد على تاجر موتوسيكلات لاتجاره في الهيروين واستخدام العنف ضد القوات كما قضت بالسجن المؤبد لعاملين لاتجارهما في المواد المخدرة «الميثامفيتامين والهيروين» وحيازة سلاح أبيض.في حملة صحية بطوخ.. ضبط 400 كيلو بلح «مجهول المصدر»شنت مديرية الصحة بالقليوبية حملة على المحال التجارية والأسواق بطوخ، لضمان وصول غذاء آمن للمستهلك، ومنع تداول أي أغذية فاسدة أو مغشوشة.إصابة 5 أشخاص إثر تصادم ملاكي ب«بميكروباص» على الزراعي بطوخأصيب 5 أشخاص، إثر تصادم سيارة «ملاكي» بأخرى أجرة «ميكوباص»، على الطريق الزراعي السريع بمركز طوخ في محافظة القليوبية وتم نقل المصابين إلى مستشفى قها التخصصي وتولت النيابة التحقيق.
