ملهمون: نواف‭ ‬أبوعباة

عمل كلٌّ من البروفيسور دانيال لوس (Daniel Loss) والبروفيسور ستيوارات باركين (Stuart Parkin) على تطوير دوران الإلكترونات (Spintronics)، فحقق البروفيسور لوس إنجازات بالغة الأهمية من خلال طرحه النظرية الكميّة الخاصة بديناميكيّة دوران الإلكترونات، وتماسك الدوران في أشباه الموصلات، وبخاصة في النقاط الكميّة. وقد طرح، بالاشتراك مع البروفيسور ديفينتشانتزو (David P. Divincenzo) ، فكرة الاستفادة من ديناميكيّة دوران الإلكترونات للتوصّل إلى حاسوب كمّي متناهي السرعة وله القدرة على تخزين المعلومات باستخدام خاصية دوران الإلكترونات المحجوزة في النقاط الكميّة كأرقام ثنائية الكميّة (Qubits).

فتح لتطبيقات أخرى

مهَّدت تلك النظرية، وغيرها من الفرضيات التي طرحها البروفيسور لوس وفريقه، لكثير من الدراسات والتجارب في العالم، التي أثبتت صحة تلك الفرضيات، وفتحت الباب أمام عدد من التطبيقات الأخرى التي شملت: أشباه الموصلات الكميّة، وأسلاك النانو، وأنابيب النانو الكربونية، والجرافين، والمغانط الجزيئية.

كما أسهم لوس في اكتشاف حالات جديدة للمادة، وأنواع من الذاكرة الكميّة الطوبولوجية، والنظام الحاسوبي الكميّ المبني على فرميونات(Fermions) مجورنا والبارافرميونات (Parafermions).

أما البروفيسور باركين فقد ركّز عمله في دراسة مواد وأجهزة إلكترونية حديثة واكتشافها، وهي تعتمد على تقنية دوران الإلكترونات للذاكرة وأنظمة الحوسبة المستقبلية.

قاد البروفيسور باركين مجال الإلكترونات الدورانية لأكثر من 30 عامًا، إذ اخترع وطوّر مواد وأجهزة لثلاث تقنيات رئيسة للذاكرة والتخزين تعتمد على إنشاء التيارات الدورانية ومعالجتها في الهياكل غير المتجانسة المصممة ذريًّا، بما في ذلك مستشعر صمّام الدوران الذي يمكنه اكتشاف الحقول المغناطيسيّة الصغيرة في درجة حرارة الغرفة، وذاكرة وصول عشوائي مغناطيسية عالية الأداء وغير متذبذبة تعوّل على تقاطعات الأنفاق المعتمدة على الدوران المغناطيسي، وذاكرة تحوّل تخزين ثلاثيّة الأبعاد حديثة، تعتمد على مبدأ التحكم بسلسلة من النطاقات المغناطيسية المثاليّة عبر التيّار الكهربائي.

نشر البروفيسور لوس والبروفيسور باركين كثيرًا من البحوث والأوراق العلميّة، وهما عضوان في عدد من الأكاديميات العلميّة، ومُنحا كثير من الأوسمة والجوائز المرموقة.

تطوير حواسيب قوية سرعةً وتخرينًا

مُنح البروفيسور دانيال لوس جائزة الملك فيصل في العلوم لعام 2017م، لكونه من أهم روّاد النظريّة الخاصة بديناميكية دوران الإلكترونات، وتماسك الدوران في النقاط الكميّة، وتطبيقاتها الممكنة في الحواسيب الكميّة. ومهدت أعماله للاستفادة من خاصية دوران الإلكترونات المحجوزة في النقاط الكميّة، لتكون بمنزلة أرقام ثنائية كميّة (Bits).  وهذا ما فتح المجال نحو تطوير حواسيب قويّة من ناحيتي حيث سرعتها وقدرتها على تخزين المعلومات.

الطريق لثورة البيانات الضخمة

مُنح البروفيسور باركين جائزة الملك فيصل في العلوم لعام 2021م، لاكتشافاته وابتكاراته الأساسية المتمثّلة في تمكين أجهزة التخزين ذات الهندسة الدورانية، التي أدت إلى زيادة سعة تخزين محركات الأقراص المغناطيسية بمقدار (1000) ضعف، وقد طوّر تقنيّات عمليّة تعتمد على الصمامات الدورانية، إذ مكّنت من وصول الإنسان إلى البيانات وأدّت إلى “ثورة البيانات الضخمة”.

أتاح ذلك حلّ مشكلات مستعصية تعتمد على الوصول السريع إلى كميات هائلة من البيانات من خلال التعلّم الآلي والذكاء الاصطناعي، ومن ذلك التنبؤات بأثر التغيرات المناخية. كما تمكّن الأستاذ الدكتور باركين من اكتشاف ذاكرة الوصول العشوائي المغناطيسية غير المتطايرة (Mram)، التي توفّرت للاستخدام حديثًا.