باحثون يبتكرون وسيلة لتخزين المعلومات في المواد الكيميائية

ما هو التشيت CHIT ؟

تُخزن المعلومات في الحوسبة الكلاسيكية، على شكل بت يمكن قراءته من خلال ظاهرة فيزيائية مثل الكهرباء، وتخزن المعلومات على شكل 1 أو 0 أو ما يطلق عليه بالترميز الثنائي. في الحوسبة الكمومية، يتم التخزين في صورة البت الكمومي أو الكيوبت. ومع ذلك، فإن الحواسيب ليست الوسيلة الوحيدة لتخزين المعلومات، فالكيمياء قادرة أيضًا على ذلك. 

طوّر علماء من معهد الكيمياء الفيزيائية في الأكاديمية البولندية للعلوم Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences اواختصاراً (IPC PAS) في وارسو، طريقةً تمكّن قطرات كيميائية من تخزين المعلومات مثل البت والكيوبت في وحدة ذاكرة كيميائية ذات بت واحد تسمى تشيت.

يتكون التشيت من ثلاث قطرات، تحدث التفاعلات الكيميائية بينها بصورة دورية ومتسقة، ويمكن القراءة من هذه الذاكرة والكتابة عليها بواسطة تفاعل بيلوسوف-زابوتينسكي Belousov-Zhabotinsky، والذي يتم بطريقة تذبذبية. كل تفاعل ينتج كواشف كيميائية لازمة للتفاعل التالي، ويستمر ذلك إلى ما لانهاية.

يستخدم في هذه التفاعلات محفز الفيروين ferroin الذي يسبب تغيير اللون، ومحفز الروثينيوم ruthenium الذي يجعل التفاعل حساسًا للضوء. إنّ ميزة الحساسية للضوء مهمة للباحثين، إذ تُمكنّهم عند تسليط الضوء الأزرق على التفاعل، إيقافه عن التذبذب. 

الآثار المترتبة

يتيح التشيت بشكل أساسي ظهور ما يسمى بالحوسبة الكيميائية chemical computing. لذلك، بدلاً من البت التقليدي، أصبحت المكونات كلها كيميائية. في حين تواصل الحوسبة الكمومية تقدمها، يظهر هذا النوع الجديد من الحوسبة الذي يمكنه خلق طريقة جديدة تماماً لتخزين وقراءة ونقل المعلومات.

يعتمد كل شيء تقني -ابتداءً من الهواتف الذكية وصولًا للملفات الرقمية المصنفة- على قدرتنا على تخزين وقراءة المعلومات، وهذا هو أساس الحوسبة. إن التغيير الكلي لأساس التقنية التي نعتمد عليها اليوم كثيرًا قد يكون له عواقب مبهرة. ولعل التقنيات التي يجري تطويرها حاليًا لمكافحة تغيّر المناخ يمكن تحسينها وتعديلها بشكل كبير. ربما قد تخضع الأجهزة والمركبات التي نستخدمها في استكشاف الفضاء لهذه التغييرات أيضًا.

يمكن أن يُحدث هذا النوع من التقدم ثورةً في كثير من التقنيات التي نعرفها، وبشكلٍ لا يمكن تخيله.

باختصار

تستخدم الحواسيب وحدة البت bit في التخزين، في حين تستخدم الحواسيب الكمومية وحدة البت الكمومي أو الكيوبت qubit. ابتكر العلماء مؤخراً مكافئاً كيميائياً، أطلقوا عليه اسم التشيت CHIT، وهي وحدة ذاكرة كيميائية ذات بت واحد one-bit chemical memory unit يمكنها تخزين المعلومات كيميائيًا.

أن العلم في تطور مستمر و ها هي شركة مايكروسوفت تدعم و بقوة مشروع تخزين البيانات على DNA، حيث ثبت أن DNA بمساحته المجهرية و بمقدار جرام وادح قادر ليخزن أكثر من 214 مليون جيجابايت من البيانات العالمية الضخمة، مما يفتح المجال و بقوة أمام الحواسيب العضوية أيضاً.

الخلاصة؛ نحن أمام أنواع جديدة من الحواسيب القادمة غير التي نعرفها و غير من الطراز الحديث الذي نعرفه و هي الحواسيب الكمومية و المعروفة إنها أسرع من الضوء في العمليات و عليها الكثير من التحديات لصعوبتها و وحدة تخزينها ذرة واحدة، و الحواسيب الكيميائية التي ظهرت حديثاً في الساحة، و الحواسيب العضوية  و كان العمل جارٍ عليها منذ تسعينيات القرن الماضي و كانت حلماً و بدأ يتحقق و تستعمل أجزاء عضوية كالأدمغة الثنائية الأبعاد و الأعصاب المستزرعة و أخيراً الحواسيب الضوئية و هي معروفة و لكنها لازالت حكراً للمؤسسات و الحواسيب العملاقة.

و الأمر لا يقتصر على الحواسيب، فبعد ظهور Li-fi الأسرع بمائة مرة من wi-fi و تطور هذا الأخير ليكون أقل استهلاكاً للطاقة بألف مرة لكن لم يطبق تجارياً بعد، بدأت تبزغ سرعات جديدة في عالم الانترنت و بدأت ناسا تتبنى مشاريع المصانع الفضائية على شكل أقمار اصطناعية لصناعة نقية و بجودة عالية للشبكات الضوئية و هي معروفة لكن عيبها إنها بحاجة إلى وسط خال من الهواء لضمان الجودة والفضاء أفضل مكان، و الآن بدأت تظهر مشاريع تجريبية للإنترنت الكمومي السريع لكن عيبه حتى الآن هو حاجته للاتصال التقليدي لنقل المفاتيح؛ فما بالك بتطور الذكاء الاصطناعي و مشاريع المدن الذكية و استيطان المريخ و القمر – و نحن لا نمزح إن قلنا أن الخطط لذلك جادة جدا – و الأهم مشاريع التعدين الفضائي و الطاقة البديلة النظيفة و الكثير.