يعلم باشعة الليزر وينقل المعلومات في لمح البصر والمرايا والمواشير والعدسات أهم عناصره

شهد الكمبيوتر تطورات هائلة خلال القرن الحالى فغزا بقدراته المذهلة جميع ميادين الحياة العملية والعلمية فمن النادر أن يخلو من وجوده أى موقع أو بيت يعمل أو مركز علمى ، وبذلك أضحى الركيزة الاساسية لعالمنا الحالى . ولكن هذه الإنجازات المذهلة لم تشبع رغبات العلماء اللامحدودة فهم يسعون لثورة حقيقة في هذا الميدان تقلب القواعد الأساسية لعمل الكمبيوتر وتنقله إلى آفاق أبعد وأشمل . وبعد جهود مثمرة أصبح هذا الحلم قريب المنال ، ليتمكن المهندسون من تسخير قدرات الطاقة الضوئية في عمل الكمبيوتر ليقوم بنقل المعلومات وينسق نظمها بسرعة خارقة ، وهكذا سيكون الليزر العنصر الضوئى الفاعل في أجهزة السمتقبل العمليات بنسق مثير عبر حزم ضوئية مبرمجة بدقة متناهية .

وكان الدافع الرئيسى وراء هذا الابتكار هو حاجة المعالجات الحديثة ذات السرعات الفائقة لوسائط لها القدرة على مواكبة هذه السرعات في نقل المعلومات بكفاءة . فلم يجد العلماء أفضل من الليزر وطاقته الضوئية الخارقة لأداء هذه المهمة الصعبة ، ولذلك أطلق العلماء اسم " الكمبيوتر الهجين " على هذا الجيل من أجهزة الكمبيوتر لأنه يجمع بين مفاهيم علمية متعددة ، وبذلك ستصبح الاسلاك المعدنية المستخدمة في نقل المعلومات حاليا شيئا من الماضى لعدم قدرتها على استيعاب متطلبات القرن القادم من حيث السرعة وكمية المعلومات المتداولة.

ويقارن المهندسون قدرات إنجازهم الجديد بأجهزة الكمبيوتر الحالية التي يمكنها نقل ملايين المعلومات في الثانية ، بينما يتمكن الليزر من نقل ترليونات من المعلومات في الثانية . ولذلك يمكن تحديد ثلاث فوائد أساسية للكمبيوتر الليزرى الجديد ثلاث فوائد أساسية للكمبيوتر ونقل المعلومات وعدم تشابك أو تقاطع الوحدات الضوئية أثناء العمليات وانتفاء الحاجة لوسائط ربط فيزياوية لنقل المعلومات لانها ستتم عبر الحزم الضوئية بين المعالجات مباشرة التي تسهل نقل كميات هائلة من المعلومات خلال الممرات الضوئية الليزرية بلمح البصر .

الانجاز قريب

يتوقع الخبراء إنجاز الابتكار الجديد في القريب العاجل ما صرح بذلك " Julian Dines " من جامعة أدنبرة الذي أكد أن أغلب المعوقات الفنية والتقنية تم التغلب عليها ، ولم يبق سوى تصنيع المرايا والمواشير والعدسات الصغيرة بكلف اقتصادية تسمح بتداولها في السوق ، ويضف " Julian " أن الشركات المصنعة للرقائق الالكترونية مثل " Intel " قد شجعت الاتبكار الجديد لأن الوسائط الناقلة عبر الأسلاك المعدنية كانت دون الطموح مما تسبب في تحديد قدرات وطاقات هذه الرقائق . وعند استخدام المعابر والأحزمة الضؤئية فإنها ستسمح بإيصال المعلومات بشكل مباشر وفى الاتجاهات المختلفة لأنها تتم على جميع المساحة السطحية للرقائق بشكل مذهل لتصل إلى تيرابايت " 10-12 " معلومة في الثانية بدلا من جايجابايت " 9- 10 " معلومة في الثانية لأفضل أنوع الاجهزة المتوافرة حالياً.

ويعلق الخبير " Andrew Kirk " من جامعة " Gc Gill " في مونتريال بان ما تم التوصل إليه يمثل الصحوة التي أفاقت عليها صناعة الكمبيوتر لمواكبة القدرات الخارقة للحزم الضوئية وتسخيرها في تطوير الكمبيوتر بما يلائم متطلبات القرن القادم .

وتتسم صناعة الكمبيوتر بالتعقيد نتيجة للترابط المتواصل بين أجزائه عبر الأسلاك المعدنية المختلفة التي تنظم أعمال الرقائق السليكونية وتنسقها مع رقائق الذاكرة الرئيسية ولوحة المفاتيح إضافة إلى محرك الأقراص . وإزاء هذا التشابك الإلكترونى يحدث الكثير من المعوقات التي تؤثر سلبا على اداء الكمبيوتر . ولأن قدرات الرقائق الحديثة ستتضاعف مئات بل آلاف المرات ، فإن ذلك دفع العلماء لايجاد وسائل نقل بديلة لها القدرة على تلبية العمليات الحسابية بسرعة فائقة ومورنه نادرة ، فكان الليزر خير من يليى النداء . فاعتمد مصممو الكمبيوتر هذه النظرية الجديدة لتتماشى عن الأسلاك المعدنية في نقل المعلومات واستبدالها بنظام الاتصال الحر عبر الممرات الضوئية التي تنسق الخدمات بين الرقائق السليكونية بسرعة كبيرة .

معدات جديدة

ولتحقيق الهدف المنشود بذل المهندسون جهودا حثيثة لابتكار وسائل جديدة ومعدات صغيرة متطورة تقوم بعملية الاتصال الحر عبر الممرات الضوئية وأهمها جهاز الـ " MQW " الذي ينظم عملية الاتصال بين الرقائق السيلكونية عبر الحزم الليزرية . أما مصادر الليزر فهى معدات صغيرة داخل الكمبيوتر تعرف بـ " VCSEL ".ويعد هذا الجهازان الصغيران أساس الابتكار الجديد وقلبه النابض وتم صنعهما من مركبات " Gallium arsenide " ، أما العدد البصرية داخل كمبيوتر المستقبل كالمرايا والمواشير والعدسات فهى الوسائل التي تنظم مرور الحزم الضوئية بين الرقائق السليكونية حسب نظم العلميات وسياقاتها ، مع وجود المجسات اللازمة التي تضمن دقة مسير الليزر ضمن الممرات المخصصه له .

وقد باشرت مختبرات " Heriot Watt " و " Mc Gill " وغيرها من المعامل بصنع النماذج الأولية للكمبيوتر الهجين لتطبيق النظريات العلمية عليه وتحسن أدائه ووضع الأساليب العملية لتقليل الكلفة ، كى تصبح اسعاره مناسبة قبل طرحه للإنتاج المعلمى الشامل .

ويتوقع الخبراء رواج الأسلوب الجديد لعمل الكمبيوتر بما يضمن تطويره في المستقبل لإنتاج النظم المتوازنة للعمليات وهو ما ترنو إليه وكالة ناسا الفضائية في مشروعها " Peta Flops " الطموح لبناء كمبيوتر عملاق عام 2010 له القدرة على انجاز " مليون بليون " عملية حسابية في الثانية .

وتأمل الشركات المصنعة للكمبيوتر والرقائق السليكونية تغييرا كبيرا في الأساليب الصناعية ومفاهيمها الميدانية لضمان نجاح الأسلوب الجديد في الاتصال الحر بالحزم الضوئية والاستغناء عن الأسلاك المعدنية إلى غير رجعة .

إنها ثورة صناعية حقيقة تستوجب توافر الوعى الصناعى لمواكبة الظاهرة الجديدة ، ولكن الخبراء متأكدون أنه وبعد مرور بضع سنين من تطبيق الابتكار الجديد ستقتنع الشركات المصنعة للكمبيوتر بضرورة مواكبة هذه الثورة العملاقة في عالم الكمبيوتر.