تنقل شريحة الكمبيوتر الأولى من نوعها في العالم البيانات عبر الموجات الصوتية بدلا من الإلكترونات

تنقل شريحة الكمبيوتر الأولى من نوعها في العالم البيانات عبر الموجات الصوتية بدلا من الإلكترونات

الرقاقة التي تتحكم في الموجات الصوتية.

مرحبا بك في عالم جديد من لغة الكمبيوتر المشفرة عبر الصوت.

كشف بيان صحفي أن باحثي هارفارد قاموا بالتحكم في الموجات الصوتية وتعديلها باستخدام مجال كهربائي في شريحة كمبيوتر لأول مرة .

يمكن أن يكون للاختراق الجديد آثار واسعة النطاق على مجالات الحوسبة الكمومية وكذلك الحوسبة الكلاسيكية ، والتي تعتمد عادة على البيانات التي يتم إرسالها باستخدام الإلكترونات.

طور باحثو جامعة هارفارد شريحة موجات صوتية جديدة

عادة ما تقوم رقائق الكمبيوتر الكلاسيكية بنقل البيانات ومعالجتها عن طريق تعديل الإلكترونات. يتم ذلك عن طريق الترانزستورات التي تقوم بترميز البيانات إلى لغة الكمبيوتر للآحاد والأصفار - أحدهما يمثله التيار العالي والآخر يمثله التيار المنخفض.

وفي الوقت نفسه ، تعدل الرقائق الضوئية الفوتونات - جسيمات الضوء - قبل إرسالها عبر مكونات تسمى موجهات الموجات التي تنقل البيانات. تعمل شريحة الموجات الصوتية لفريق هارفارد مثل الشريحة الضوئية ، على الرغم من أنها تضيف بعض الفوائد الإضافية إلى هذا المزيج.

الموجات الصوتية أبطأ من الموجات الكهرومغناطيسية ذات التردد نفسه. لكن هذا ليس بالضرورة أمرا سيئا ، وفقا للفريق الذي يقف وراء الجهاز الجديد. ذلك لأن الموجات الصوتية القصيرة يسهل حصرها في الهياكل النانوية ولها تفاعلات قوية مع النظام الذي تكون محصورة فيه. هذا يمكن أن يجعلها ذات قيمة كبيرة لكل من التطبيقات الكلاسيكية والكمية.

قال ماركو لونكار ، تيانساي : "تعتبر الموجات الصوتية واعدة كحاملات للمعلومات على الرقاقة لكل من معالجة المعلومات الكمومية والكلاسيكية ، لكن تطوير الدوائر الصوتية المتكاملة قد أعيق بسبب عدم القدرة على التحكم في الموجات الصوتية بطريقة منخفضة الفقد وقابلة للتطوير"  . أستاذ لين للهندسة الكهربائية في SEAS وكبير مؤلفي دراسة جديدة نشرت في Nature Electronics .

"في هذا العمل ، أظهرنا أنه يمكننا التحكم في الموجات الصوتية على منصة متكاملة من الليثيوم niobate ، مما يقربنا خطوة واحدة من الدائرة الصوتية المتكاملة."

الموجات الصوتية للحوسبة الكمومية والكلاسيكية

استخدم Loncar وزملاؤه الليثيوم niobate لبناء مغير صوتي كهربائي على الرقاقة يتحكم في الموجات الصوتية على الرقاقة. يطبق المغير مجالا كهربائيا للتحكم في طور الموجات الصوتية وسعتها وترددها. 

قال لينبو شاو ، طالب دراسات عليا سابق وزميل ما بعد الدكتوراه في SEAS ، والمؤلف الأول للورقة البحثية: "يتقدم هذا العمل باستخدام الموجات الصوتية للحوسبة الكمومية والكلاسيكية". 

وتابع: "كانت الأجهزة الصوتية السابقة سلبية ولكن لدينا الآن التعديل الكهربائي لضبط الأجهزة الصوتية بفاعلية ، مما يتيح الكثير من الوظائف في التطوير المستقبلي لمعالجة إشارات الميكروويف باستخدام هذه الأنواع من الأجهزة الصوتية."

يهدف الباحثون أيضا إلى بناء دوائر موجات صوتية وأنظمة كمومية أكثر تعقيدا وكبيرة. وفقا لشاو ، فإن عمل الفريق "يمهد الطريق للأجهزة والدوائر عالية الأداء القائمة على الموجات الصوتية للجيل التالي من معالجة إشارات الميكروويف وكذلك الشبكات الكمومية على الرقاقة والواجهات التي تربط أنواعًا مختلفة من الأنظمة الكمومية." 

على الرغم من أن هذا الأمر ممتع للغاية ، إلا أن كل هذا قد يكون مفيدا في وقت أقرب مما هو متوقع. في وقت سابق من هذا الشهر ، قامت شركة Silicon Quantum Computing التي تتخذ من سيدني مقرا لها  ببناء أول دائرة كمبيوتر كمومية متكاملة من السيليكون تم تصنيعها بالمقياس الذري. بعد وقت قصير من كشف النقاب عنها ، قالت مؤسسة ومديرة الشركة ، ميشيل سيمون ، إن منتجات الحوسبة الكمومية التجارية قد تكون على بعد حوالي خمس سنوات . في حين أن هذا ليس مضمونا بأي حال من الأحوال ، فإننا بلا شك على وشك ثورة الحوسبة الكمومية التي تم الترويج لها كثيرا.