فريق بحثي يطوّع التوصيل الفائق لخدمة أقوى الحواسيب في التاريخ | علوم

تمكن فريق بحثي مشترك من معهد ماساشوستس للتكنولوجيا -بالتعاون مع شركة “آي بي إم” ومعاهد أخرى من أنحاء مختلفة حول العالم- من بناء نموذج جديد فعال للموصلات الفائقة سيطور الحواسيب الفائقة الحالية، وسيساعد في بناء حواسيب كمومية سهلة الاستخدام مستقبلا؛ مما يفتح الباب لتطبيقات كبيرة.

وحسب الدراسة -التي نشرت في دورية “فيزيكال ريفيو ليترز”- فهذا النموذج عبارة عن طبقة ثنائية تتكون من غشاء عازل مغناطيسي فوق غشاء رقيق من مادة تعد موصلا فائقا.

والموصلات الفائقة مواد تتمكن من نقل التيار الكهربائي من دون أية مقاومة، على عكس ما يحدث في حالة الموصلات العادية مثل سلك النحاس الذي يوصّل الكهرباء لمنزلك مثلا.

نعرف أن الكهرباء ليست إلا إلكترونات تمر في الأسلاك، لكن ليست كل الإلكترونات تفعل ذلك لأن البعض منها يصطدم أثناء مروره في الذرات المكونة لمادة السلك العادي، تلك هي المقاومة التي تظهر في صورة حرارة نختبرها مثلا في سخونة الأجهزة المنزلية والهواتف الذكية مع الاستخدام.

صمام ثنائي

لكن ما توصل إليه فريق البحث هو نموذج لموصل فائق يخضع لتأثير الصمام الثنائي فائق التوصيل، ويعني ذلك استخدام طبقة مغناطيسية إضافية مع الموصل الفائق، تتسبب في التحكم في شدة التيار والمقاومة خلال مادة الموصل الفائق.

وتنبع أهمية هذا التأثير من قدرته على إنشاء موصل فائق غير تبادلي، ويعني ذلك أن تكون المادة فائقة التوصيل في اتجاه واحد فقط ومقاومة في الاتجاه الآخر.

وحسب بيان صحفي أصدره معهد ماساشوستس للتكنولوجيا، فإن هذه الخاصية تعد أداة مهمة في كل الحواسيب المستخدمة اليوم، حيث تمثل الطريقة التي يمكن خلالها نقل البيانات والأوامر المنطقية إلى الحاسوب وتخزين البيانات.

ولذلك فإن ابتكار نسخة فائقة التوصيل منها يعد نقلة كبيرة في هذا النطاق، لأن المشكلة الأساسية التي تواجه هذه الصمامات في الحواسيب الحديثة هي أنها تسخن سريعا بسبب المقاومة، ومع دخول هذا الصمام الجديد إلى سوق العمل فإنه سيخفض بشكل كبير كمية الطاقة المستخدمة في أنظمة الحوسبة الفائقة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن هذا الابتكار الجديد يتميز كذلك بكونه يعتمد على مواد ذات كفاءة عالية يسهل تصنيعها.

وبالطبع، تلعب الموصل الفائق دورا حاسما في تطوير أجهزة الحاسوب الكمومية التي تعد أمل البشرية المستقبلي، مما سيفتح أبوابا لاستكشافات واعدة، نظرا لقدرتها الفائقة على اختصار الزمن الذي تتطلبه العمليات الحسابية المعقدة، وبذلك يتصور العلماء أنه سيكون إضافة استثنائية في نطاقات متنوعة مثل التشخيص الطبي وابتكار الأدوية وفهم أصول الكون.