قوس قزح على رقاقة: ابتكار بريطاني يُمهّد لثورة شبكات الجيل السادس

في مختبرات جامعة لوبورو البريطانية، نجح فريق بحثي دولي في تطوير جهاز بحجم حبة الأرز يُولّد ما بات يُعرف شعبياً بـ«قوس قزح على رقاقة»؛ وهو سلسلة متسقة ودقيقة من الترددات الضوئية يمكن تحويلها مباشرةً إلى موجات مليمترية عالية التردد، وهي الأساس التقني لشبكات الاتصالات من الجيل السادس وتطبيقات الكم.

نُشرت نتائج البحث في الرابع والعشرين من أغسطس 2026 وقادها الدكتور لوك بيترز والدكتور أنطونيو كوترونا مع فريق متعدد المؤسسات يضم جامعة ساسكس وجامعة مدينة هونغ كونغ وشركاء دوليين آخرين.

التحدي التقني الذي حلّه الباحثون

لفهم أهمية هذا الاختراق، لا بدّ من استيعاب تحدٍّ جوهري: إنتاج ترددات موجات المليمتر المتعددة والدقيقة والمستقرة في آنٍ واحد يُعدّ من أعسر التحديات في مجال الاتصالات اللاسلكية المتقدمة، إذ تُؤثر التذبذبات الطفيفة على جودة الإشارة وموثوقيتها.

الحل يعتمد على ربط رنّان مصغّر - تجويف دقيق في ضوئيات النانو يُضخّم الضوء الليزري ويُعيد تدويره - بحلقة من الألياف الضوئية في نظام متكامل. هذا التوليف يُنتج ما يُسمى بالمشط الضوئي المصغّر: سلسلة من ذرى الترددات الضوئية المتباعدة بانتظام رياضي دقيق، على غرار أسنان مشط الشعر. والأهم أن الباحثين أثبتوا إمكانية «عزل وتعديل ترددات منفردة» بعد تحويلها إلى موجات المليمتر، دون أن يتأثر الضبط الدقيق العام للمنظومة.

تطبيقات متعددة الأبعاد

للمشط الضوئي المصغّر هذا طيف واسع من التطبيقات المرتقبة:

في مجال الاتصالات، يُمكّن هذا المكوّن شبكات الجيل السادس 6G من إرسال إشارات متعددة الترددات بكفاءة عالية وتشويش منخفض، مما يرفع سرعات النقل ويوسّع عرض النطاق الترددي.

في مجال التقنيات الكمّية، يُوفر أساساً موثوقاً لأنظمة التوقيت الدقيق التي تُعدّ من متطلبات الحوسبة الكمّية والملاحة الدقيقة.

وتمتد التطبيقات إلى الرادار والأرصاد الفلكية والأجهزة الطبية التي تستلزم دقة طيفية فائقة.

من المختبر إلى التطبيق

في الوقت الراهن، يشغل النظام الكامل مساحة طاولة مختبر، لكن الباحثين يؤكدون إمكانية تصغيره مستقبلاً ليُدمج في أجهزة بحجم صندوق أحذية أو حتى يُطلق في مسبار فضائي.

تتسارع الجهود العالمية لتطوير تقنيات الجيل السادس من الاتصالات اللاسلكية، والتي يُتوقع أن تتجاوز سرعاتها ومزاياها شبكات الجيل الخامس الحالية بمراحل. وتُشكّل موجات المليمتر أحد الركائز الجوهرية لهذا الجيل نظراً لقدرتها على نقل كميات هائلة من البيانات عبر الهواء. اختراق لوبورو يُضيف إلى هذا المسار أداةً واعدة تُمكّن المهندسين من توليد هذه الموجات بدقة ومرونة غير مسبوقتين.

تتقاطع هذه التقنية مباشرةً مع استراتيجيات الاتصالات الخليجية المتقدمة؛ فمشروع NEOM يستلزم بنية اتصالات تحتية فائقة السرعة والموثوقية، فيما تستثمر الإمارات في بنية 6G استباقاً عبر مبادراتها الرامية إلى بناء مدن المستقبل. كما تسعى المملكة العربية السعودية عبر هيئة الاتصالات وتقنية المعلومات إلى وضع معايير الجيل السادس على أجندتها التقنية، وقد يُمثّل المشط الضوئي المصغّر لبنة أساسية في هذا المسار.

يُعدّ هذا الابتكار نموذجاً واعداً لما يمكن تحقيقه حين تتكامل التقنيات الكمّية وضوئيات النانو والاتصالات اللاسلكية في منظومة متكاملة تتجاوز ما كان ممكناً بكل مكوّن منها على حدة.