የእስራኤል ምርምር ለኃይል ቆጣቢ ማስላት መንገድ ሊከፍት ይችላል

በፔሳች ቤንሰን • 13 ኦክቶበር 2026

እየሩሳሌም፣ 13 ኦክቶበር 2026 (TPS-IL) — የእየሩሳሌም እብራይስጥ ዩኒቨርሲቲ ሳይንቲስቶች የኃይል ብክነትን በፊዚክስ ህጎች ከተቀመጠው መሠረታዊ ገደብ ጋር የሚያቀረብ የሙከራ የኮምፒዩተር ማህደረ ትውስታ (ሜሞሪ) አካሄድ አሳይተዋል፤ ይህም እጅግ በጣም ዝቅተኛ በሆኑ የሙቀት መጠኖች ውስጥ በሚሠሩ ሥርዓቶች ውስጥ ለበለጠ ኃይል ቆጣቢ ማስላት መንገድ ሊከፍት ይችላል።

አቀራረቡ እጅግ በጣም ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ሲቀዘቅዙ በبعض ቁሳቁሶች ውስጥ የሚፈጠር ጥቃቅን መግነጢሳዊ መዋቅር የሆነውን እጅግ አነስተኛ እጅግ የሚያልፍ ቴክኖሎጂ (superconducting vortex) ይጠቀማል። ቫርቴክሱን በአንዱ ሁለት የተረጋጉ ቦታዎች ውስጥ በመክተት፣ ተመራማሪዎቹ መረጃን እንደ ዜሮ ወይም አንድ, የዲጂታል ማስላት መሠረታዊ ክፍሎች አድርገው ቆጥረዋል።

ግኝቶቹ በመጨረሻ በኳንተም ኮምፒውተሮች እና እጅግ በጣም ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ባላቸው ሌሎች ሥርዓቶች ውስጥ ለግል ማህደረ ትውስታ ስራዎች የሚያስፈልገውን ኃይል ለመቀነስ ሊረዱ ይችላሉ። ሆኖም፣ አቀራረቡ ሊሰፋ የሚችል መሆኑን እና ተግባራዊ የኃይል ቁጠባዎችን ማስገኘት እንደሚችል ለመወሰን ተጨማሪ ምርምር ያስፈልጋል።

በአቻ ግምገማ በተደረገበት *Nature Communications* መጽሔት ላይ የታተመው ጥናቱ፣ ነጠላ እጅግ አነስተኛ እጅግ የሚያልፍ ቴክኖሎጂ (superconducting vortex) ሲንቀሳቀስ ምን ያህል ኃይል እንደሚባክን መርምሯል። በአንድ የሙከራ ውቅር ውስጥ, ለእያንዳንዱ ዑደት የሚጠየቀው ሥራ ከአራት እጥፍ እስከ ላንዳየር ገደብ (Landauer’s limit) ድረስ ዝቅተኛ ነበር, ይህም አንድ የინፎርሜሽን ቢት (bit) ለማጥፋት ከሚወስደው የንድፈ ሀሳብ ዝቅተኛው ኃይል ጋር የተያያዘ ነው።

ተመራማሪዎቹ መረጃን ለመቆጣጠር የሚያስፈልገው ኃይል ይህንን መሠረታዊ ገደብ እንዴት ሊቃረብ እንደሚችል ለመገምገም የቁጥር ማስመሰሎችን (simulations) ተጠቅመዋል። ሆኖም፣ የሙከራው ዘዴ መረጃን የማጥፋት ተስማሚ ሂደትን ከማከናወን ይልቅ፣ ቫርቴክሱን በቀጣይነት በሚወዛወዝ ኃይል ስር ማንቀሳቀስን ያካትታል። ስለዚህ መለኪያዎች በአራት እጥፍ የላንዳየር ገደብ ላይ የመረጃ ስረዛን ቀጥተኛ ማሳያ አይደሉም።

ጥናቱን ከኖፋር ፍሪድማን ጋር የመሩት የእብራይስጥ ዩኒቨርሲቲው ዶ/ር ዮናታን አናሆሪ «ሥራችን እጅግ አነስተኛ እጅግ የሚያልፍ ቴክኖሎጂ ላይ የተመሠረተ የማህደረ ትውስታ ቢት ለመሥራት የሚያስፈልገውን ኃይል ይለካል» ብለዋል። «በላንዳየር ገደብ በግምት በአምስት እጥፍ ሊሠራ እንደሚችል ደርሰንበታል፣ ይህም በፊዚክስ ከተፈቀደው ዝቅተኛው ጋር በሚያስደንቅ ሁኔታ ያቀራርበዋል» ብለዋል።

ወሰኖቹን መፈተሽ

የተካተተውን ኃይል መለካት ትልቅ የሙከራ ፈተና አቅርቧል። ቫርቴክሱ ሲንቀሳቀስ የሚለቀቀውን ጥቃቅን የሙቀት መጠን ለመለየት ከመሞከር ይልቅ፣ ቡድኑ SQUID-on-tip ማይክሮስኮፕ በሚባል እጅግ ስሜታዊ በሆነ መሣሪያ መግነጢሳዊ ምላሹን ተከታትሏል።

ፍሪድማን «አንድ ቫርቴክስ ልዩ የሆነ አነስተኛ እና ደካማ ነገር ነው፣ ስለዚህ በእንቅስቃሴው የሚባክነውን ኃይል መለካት ትልቅ የሙከራ ፈተና ነው» ብለዋል። «መግነጢሳዊ ምላሹን በመከተል፣ የኃይል ወጪውን ከመረጃ ማቀናበሪያ መሠረታዊ ገደቦች ጋር ማወዳደር ችለናል» አሉ።

ተመራማሪዎቹ ጥናቱ በነጠላ እጅግ አነስተኛ እጅግ የሚያልፍ ቴክኖሎጂ (superconducting vortex) ውስጥ የኃይል ብክነትን መጠን መለካት እንደሚሰጥ ገልጸዋል፣ ይህም እንደዚህ ያሉ መዋቅሮችን እንደ ማህደረ ትውስታ አካላት የመጠቀምን የኃይል ወጪዎች ለመገምገም መንገድ ይሰጣል።

የሙከራው ማዋቀር በግምት 4.2 ኬልቪን ወይም በግምት ሲቀነስ 269 ዲግሪ ሴልሺየስ ውስጥ ሰርቷል፣ ይህም አቀራረቡ ለተለመዱ ኮምፒተሮች ተስማሚ እንዳይሆን አድርጎታል። ሊሆኑ የሚችሉ መተግበሪያዎቹ በተመሳሳይ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን በሚሠሩ የኳንተም ማስያዣ ሥርዓቶች ጨምሮ በክዮንጂኒክ ማስላት (cryogenic computing) ውስጥ ሊሆኑ ይችላሉ።

ግኝቶቹ ለእያንዳንዱ የማህደረ ትውስታ ስራዎች የሚያስፈልገውን ኃይል በሚቀንሱበት ጊዜ መረጃን በእነዚህ ሥርዓቶች ውስጥ ለማከማቸት የሚቻልበትን መንገድ ይጠቁማሉ። ሆኖም፣ ጥናቱ ተግባራዊ የማህደረ ትውስታ ቺፕ አያሳይም ወይም ሙሉ ኮምፒዩተር ኤሌክትሪክን እንደሚቀንስ አያረጋግጥም። አቀራረቡ በትልልቅ የኮምፒዩተር ሥርዓቶች ውስጥ ሊዋሃድ የሚችል መሆኑን እና ማንኛውም የኃይል ቁጠባ ሥርዓቱን የማቀዝቀዝ እና የማስኬድ ወጪዎችን የሚመጥን መሆኑን ለመወሰን ተጨማሪ ምርምር ያስፈልጋል።