تمكن فريق بحثي مشترك من الصين والولايات المتحدة من ابتكار شريحة دقيقة بتقنية الجيل السادس (6G) قادرة على إحداث نقلة نوعية في عالم الاتصالات، إذ تعد بسرعات مذهلة قد تجعل من مشاكل ضعف الإنترنت أو بطء التحميل في المناطق النائية مجرد ذكريات. وتتفوق هذه الشريحة الجديدة بشكل هائل على شبكات الجيل الخامس، حيث تستطيع توفير سرعات بيانات تفوقها بعشرة آلاف مرة تقريبًا.
حتى الآن، يُنظر إلى شبكات 5G باعتبارها المعيار الذهبي للتواصل اللاسلكي، إذ تعمل غالبًا ضمن نطاقات أقل من 6 جيجاهرتز تختلف من دولة لأخرى. على سبيل المثال، بلغت سرعة أفضل شبكة اتصالات في الولايات المتحدة خلال النصف الأول من عام 2025 ما يقارب 299 ميجابت/ثانية. لكن مع إطلاق تقنيات الجيل السادس، والمتوقع أن تصبح متاحة تجاريًا بحلول عام 2030، فإن سرعات البيانات مرشحة لتتجاوز ذلك بمراحل غير مسبوقة. وكان التحدي يكمن في حاجة الأجهزة إلى مكونات منفصلة لكل نطاق ترددي مختلف، وهو ما يعقد عملية التطوير والاستخدام.
الجديد في هذ الابتكار هو أن الباحثين استطاعوا دمج التسعة نطاقات الكاملة للطيف اللاسلكي، والتي تمتد من 0.5 إلى 110 جيجاهرتز، داخل شريحة صغيرة جدًا لا يتجاوز حجمها 1.7 × 11 مليمترًا. وحققت هذه الشريحة معدل نقل بيانات يتخطى 100 جيجابت/ثانية حتى في النطاقات المنخفضة التي عادة ما تعاني من بطء الاتصال في القرى والمناطق النائية. والأهم أن الاتصال بقي ثابتًا ومستقرًا عبر كامل الطيف. وقد تم نشر تفاصيل هذا الإنجاز في دراسة حديثة صدرت في مجلة نيتشر بتاريخ 27 أغسطس.
ولإبراز قوة هذه التقنية، يكفي القول إن نحو 1000 هاتف مزود بهذه الشريحة يمكنها تشغيل فيديو فائق الدقة بدقة 8K في الوقت نفسه، من دون أي تباطؤ أو ضعف في الأداء، بحسب ما ذكرت وكالة الأنباء الصينية “شينخوا”. ويصف العلماء ابتكارهم بأنه “حل مادي شامل” يمكن إعادة تهيئته ديناميكيًا ليتكيف مع نطاق التردد المطلوب لحظة بلحظة.
وتكمن أهمية ذلك في أن تقنيات 6G ستعتمد على أطياف متعددة، تبدأ من الموجات الميكروية، مرورًا بالموجات المليمترية (mmWave)، ووصولًا إلى نطاقات التيراهيرتز (THz). فالنطاقات ذات التردد العالي، مثل الموجات المليمترية وما دون التيراهيرتز (100 – 300 جيجاهرتز)، ستكون أساسية في التطبيقات فائقة الحساسية التي تحتاج إلى استجابة شبه فورية، مثل حوسبة الذكاء الاصطناعي الفائق أو تقنيات الاستشعار عن بعد. في المقابل، ستظل الترددات دون 6 جيجاهرتز والموجات الميكروية أساسية لتغطية المساحات الواسعة وضمان استمرارية الخدمة.
تظل المعضلة في الأجهزة الحالية أنها مصممة للعمل داخل نطاقات ترددية محدودة، ما يجعل نشر الجيل السادس يتطلب أنظمة متعددة لكل نطاق، وهو أمر معقد ومكلف. لكن الشريحة الجديدة تتجاوز ذلك باستخدام تقنية كهروضوئية مزدوجة تعتمد على الضوء لتوليد إشارات مستقرة تمتد عبر كامل الطيف. حيث يقوم معدل كهروضوئي عريض النطاق بتحويل الإشارات اللاسلكية إلى ضوئية، ثم تمر عبر مذبذبات إلكترونية ضوئية قابلة للضبط، مما يتيح توليد إشارات ترددية تبدأ من الموجات الدقيقة وتنتهي بالتيراهيرتز.
واعتمد العلماء في تصنيع الشريحة على نيوبات الليثيوم الرقيق (TFLN) بدلًا من الشكل التقليدي للمادة، نظرًا لقدرته على التعامل مع نطاقات أعرض وزمن وصول أقل، وهو ما يجعله خيارًا مثاليًا لأجهزة الاتصالات المستقبلية. ومع ازدياد الطلب العالمي على البيانات وتوسع استخدام شبكات الجيل السادس، يُتوقع أن تواجه الشبكات ضغطًا هائلًا يشبه ما يحدث الآن مع 5G وقت الذروة، حين تتباطأ السرعات بسبب ازدحام المستخدمين. الحل الذي قدمه الباحثون هو ما أسموه “إدارة الطيف التكيفية”، حيث لا تظل الإشارات محصورة في نطاق محدد، بل تنتقل بين نطاقات مختلفة لتجنب التداخل والازدحام، مما يجعلها مثالية للأماكن شديدة الكثافة مثل الملاعب أو المهرجانات.
وشبّه البروفيسور وانغ شينغ جون، عميد كلية الإلكترونيات بجامعة بكين وأحد قادة المشروع، التقنية الجديدة ببناء طريق سريع ضخم متعدد المسارات، حيث تتحرك الإشارات كالمركبات، ولكل نطاق ترددي مساره الخاص. ورغم أن هذه الشريحة تمتلك إمكانات هائلة لدمجها في جميع الأجهزة المستقبلية، فإن الباحثين يؤكدون أن الطريق ما زال طويلًا، إذ لا بد من تطوير البنية التحتية اللازمة لاحتضان هذا الجيل الثوري من الاتصالات اللاسلكية.
اقرأ أيضًا:
شريحة إيلون ماسك تُعيد لمريض قدرته على الكلام
شريحة الذكاء الاصطناعي VS التقليدية.. أبرز الفروقات
AMD تُنافس Nvidia بشريحة ذكاء اصطناعي جديدة
