مع تحوّل نهم الذكاء الاصطناعي للطاقة إلى أزمة، تراهن NTT Research على الضوء

يأتي انتقال القيادة في مختبر الفيزياء والمعلوماتية التابع لـNTT Research، الذي أُعلن اليوم 15 أبريل 2026، في لحظة محورية لم تكن فيها الحاجة إلى الحوسبة الضوئية أكثر إلحاحًا من الآن.

أعلنت NTT Research، ذراع الأبحاث في وادي السيليكون التابعة لعملاق الاتصالات الياباني NTT، أن الدكتور تيتسومي سوغاوا سيصبح المدير الجديد لمختبر الفيزياء والمعلوماتية (PHI) ابتداءً من الأول من مايو، خلفًا للمدير المؤسس الدكتور يوشيهيسا ياماموتو الذي يتقاعد بعد أن جعل المختبر في سانيفيل بكاليفورنيا أحد أبرز مراكز أبحاث الحوسبة الضوئية في العالم.

جاء الإعلان خلال Upgrade 2026، قمة NTT السنوية للأبحاث والابتكار المنعقدة في وادي السيليكون يومي 15 و16 أبريل.

وقال كازو غومي، رئيس NTT Research ومديرها التنفيذي، في المؤتمر الصحفي الافتتاحي: «أبحاث مختبر PHI، التي اكتسبت زخمًا جيدًا خلال السنوات السبع الماضية، ستواصل الاتجاه العام نفسه. وبفضل خبرة الدكتور سوغاوا القوية جدًا في إدارة الأبحاث، آمل بالتأكيد أن تتسارع أبحاث المختبر تحت القيادة الجديدة».

يأتي التعيين بينما تواجه صناعة الذكاء الاصطناعي حسابًا متزايدًا مع الطاقة. إذ تتوقع وكالة الطاقة الدولية أن يتجاوز استهلاك مراكز البيانات العالمي للكهرباء 1,000 تيراواط ساعة بنهاية 2026، وهو ما يعادل استهلاك اليابان السنوي بالكامل.

وأضاف غومي: «يركز مختبر PHI على استخدام الفيزياء، وبعبارات مبسطة، لاستبدال منصة الحوسبة الرقمية المعروفة بمنصات حوسبة جديدة قائمة على الفيزياء. ومن أسهل الأمثلة التي يمكن تخيلها حواسيب كمومية تعتمد على الفيزياء البصرية».

وقد استهلكت مراكز البيانات الأمريكية وحدها 183 تيراواط ساعة من الكهرباء في 2024، أي أكثر من 4% من إجمالي استهلاك البلاد، وهو ما يعادل تقريبًا الطلب السنوي على الكهرباء في باكستان بأكملها، ومن المتوقع أن يرتفع الرقم 133% بحلول 2030.

وفي قلب هذه الأزمة يأتي سوغاوا، العالم الذي قضى أكثر من ثلاثة عقود في قسم الأبحاث الأساسي لدى NTT يساهم في تطوير التقنيات البصرية التي ترى الشركة أنها قد تكون بديلًا هيكليًا للحوسبة السيليكونية المتعطشة للطاقة.

ومهمته، بحسب غومي، هي نقل «ابتكارات الكم البصرية من المختبر إلى الواقع».

نهاية حقبة تأسيسية

ليس ياماموتو مديرًا مغادرًا عاديًا؛ فقد كان رائدًا في أبحاث الاتصالات البصرية المتماسكة ومكررات المضخمات البصرية أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات، ثم قاد تطوير آلة إيزينغ المتماسكة (CIM)، وهي حاسوب بصري متخصص لحل مسائل التحسين التوافقي المعقدة. وتمثل مسيرته عمليًا تاريخ الضوئيات الحديثة، ويعكس المختبر الذي بناه ذلك العمق.

وتشمل تكريماته ميدالية Charles Hard Townes، وجائزة IEEE PS للإلكترونيات الكمومية، وجائزة Okawa، وميدالية الشرف ذات الشريط الأرجواني من حكومة اليابان.

ومنذ 2019، نشر مختبر PHI أكثر من 150 ورقة بحثية، منها خمس في Nature وواحدة في Science وعشرون في مجلات Nature الشقيقة، وهو سجل لافت لأي مؤسسة بحثية، فضلًا عن مختبر تابع لشركة.

إن تسليم القيادة إلى سوغاوا ليس مجرد تغيير وظيفي، بل سباق تتابع بين جيلين، وعصاه رؤية لحوسبة تعمل بالضوء بدل الإلكترونات.

جدار الطاقة

لفهم أهمية هذا التعيين خارج مجتمع الأبحاث، يكفي النظر إلى ما فعلته بنية الذكاء الاصطناعي القائمة على السيليكون بشبكات الكهرباء العالمية خلال سنوات قليلة.

بحلول أواخر 2025، كانت مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي تستخدم نحو 29.6 غيغاواط من الطاقة عالميًا، بما يعادل ذروة الطلب الكهربائي في ولاية نيويورك. وفي الوقت نفسه، يشير Stanford AI Index 2026 إلى أن قدرة الحوسبة العالمية للذكاء الاصطناعي نمت نحو 3.3 أضعاف سنويًا، وهي وتيرة تدفع الحكومات وشركات التقنية إلى التسابق على مصادر طاقة جديدة.

و بحسب Tech Insider، وقّعت Microsoft (MSFT ) التزامًا نوويًا بقدرة 2 غيغاواط، وحصلت Amazon (AMZN ) على طاقة شمسية واسعة النطاق في تكساس. ومع ذلك أصدر مشغلو الشبكة في فرجينيا، موطن أكبر سوق لمراكز البيانات في العالم، تحذيرات رسمية من نقص القدرة حتى 2028، وأوقفت شمال فرجينيا فعليًا تصاريح مراكز البيانات الجديدة.

تكمن المشكلة الأساسية في العتاد: بين 2021 و2024 تضاعفت كثافة طاقة رفوف مراكز البيانات في المتوسط بأكثر من مرتين. ومنذ 2025، دفعت مسرعات الذكاء الاصطناعي التجارية مثل NVIDIA GB200 Superchip الكثافة إلى أكثر من 50 كيلوواط، وأحيانًا فوق 100 كيلوواط، مما جعل تبريد الهواء التقليدي غير كافٍ وفرض الانتقال إلى أنظمة تبريد سائل كثيفة الاستهلاك للطاقة.

وبصورة عامة، تقترب الحوسبة التقليدية القائمة على CMOS من حدود توسعها وتكافح لتلبية الطلب الهائل بطريقة مستدامة كربونيًا، ما يؤكد الحاجة إلى عتاد بديل. أما الحوسبة الضوئية، فقد ظهرت بديلًا واعدًا بفضل كفاءتها في تنفيذ العمليات في المجال البصري، وفقًا لباحثين في Nature.

والسؤال هو هل تستطيع الضوئيات الانتقال من بديل واعد إلى بنية تحتية فعلية بسرعة كافية لإحداث فرق.

ما الذي يفعله مختبر PHI فعليًا

يقع عمل مختبر PHI عند تقاطع علم المعلومات الكمومية وعلم الأعصاب والضوئيات، وهو مزيج غير معتاد يعكس قناعة بأن نموذج الحوسبة التالي لن يشبه أي نموذج حالي.

ويحتل مساران موقعًا مركزيًا في هوية المختبر وأهميته التجارية: آلة CIM، ونيوبات الليثيوم ذات الغشاء الرقيق (TFLN).

وبدل حل المسائل واحدة تلو الأخرى مثل الحواسيب الحالية، تستخدم CIM شبكة من المذبذبات البارامترية البصرية لحل كل شيء في وقت واحد، ما يجعلها مناسبة للحسابات ذات المتغيرات الكثيرة التي تقوم عليها تطبيقات اكتشاف الأدوية وتحسين الخدمات اللوجستية والنمذجة المالية.

أظهرت

أبحاث أن نموذجًا تجريبيًا من CIM بلغ هدفًا معياريًا لمسائل تحسين معقدة خلال 70 ميكروثانية فقط، بينما احتاجت وحدة معالجة مركزية متقدمة إلى 2.1 ملي ثانية للوصول إلى الهدف نفسه، أي أسرع بنحو 30 مرة وبجزء من استهلاك الطاقة.

ومن ناحية أخرى، تفتح الخصائص غير الخطية لـTFLN إمكانات جديدة مع وضوح قيود رقائق السيليكون. فبعدما كانت CIM تشغل طاولات مختبر كاملة، تتيح رقائق TFLN وضع البنى البصرية للآلة كلها على معالج ضوئي واحد.

وفي ديسمبر 2025، نشر مختبر PHI نتائج أظهرت أن معالجًا ضوئيًا قائمًا على دليل موجي من لوح نيوبات الليثيوم وفر نحو 10,000 درجة حرية مكانية قابلة للبرمجة، ويمكنه تنفيذ استدلال شبكة عصبية بصري بالكامل في مرور واحد.

وقال مارتن شتاين، الباحث ما بعد الدكتوراه في NTT Research: «الجهاز هو الأول من نوعه، ويسمح لنا فعليًا برسم أي دائرة بصرية نريدها ثم تنفيذها في لمح البصر»، موضحًا ذلك.

وبصورة منفصلة، نشر باحثون من MIT ومختبر PHI عملًا حول Netcast وبنية شبكة عصبية عميقة مدفوعة بصريًا، يمكن فيها أن ينخفض إجمالي استهلاك الطاقة لدى العميل بثلاث مراتب مقارنة بما هو ممكن في أشباه الموصلات الرقمية الحالية.

حامل الشعلة

انضم سوغاوا إلى مختبرات NTT للأبحاث الأساسية عام 1991، وعمل على البنى النانوية الكمومية لأشباه الموصلات، ثم تدرج في المؤسسة حتى عُين مديرًا لـNTT-BRL في 2013، ثم مديرًا لمجموعة مختبرات العلوم والتقنيات الأساسية في NTT عام 2018، وهي المجموعة التي طُورت فيها كثير من التقنيات المؤسسة لمبادرة IOWN.

وIOWN، أي مبادرة الشبكة البصرية واللاسلكية المبتكرة لدى NTT، هي رهان الشركة طويل الأجل على أن بنية الاتصالات المستقبلية ستكون بصرية لا إلكترونية. وتقول NTT إن منصة الضوئيات IOWN قادرة على خفض استهلاك طاقة شبكات الاتصالات إلى واحد في المئة من المستويات الحالية، مع زيادة سعة البيانات وتقليل زمن الاستجابة.

وتتعاون NTT الآن مع شركة الرقائق Broadcom (AVGO ) وغيرها لتسويق محولات التقارب الضوئي الإلكتروني من الجيل الثاني في 2026، مع خارطة طريق تمتد إلى روابط بصرية بينية من 2028 ووصلات داخل الرقاقة من 2032.

وكان سوغاوا محوريًا في جعل خارطة الطريق ذات مصداقية تقنية، خاصة عبر العمل على ترانزستورات بصرية فائقة الانخفاض في الطاقة باستخدام البلورات الضوئية. كما يعمل مديرًا للبرنامج الياباني الثالث لتعزيز الابتكار الاستراتيجي عبر الوزارات (SIP3)، حيث تتمثل مهمته صراحة في نقل البحث الأكاديمي إلى ابتكار مطبق، وهي الفجوة نفسها التي يواجه مختبر PHI ضغطًا لسدها.

وقال سوغاوا في الإعلان: «بُنيت مسيرتي على إيمان جوهري بأن الابتكار التقني المؤثر حقًا يبدأ بفكرة، أي نظرية يمكن اختبارها وتحسينها وإعادة اختبارها على نحو أساسي مع الزمن». ووصف مختبر PHI بأنه «تجسيد لذلك الإيمان»، ونسب الفضل إلى ياماموتو في جمع الفريق ورعايته بعناية.

رهان اليابان الأكبر

يندرج تعيين سوغاوا أيضًا في صورة جيوسياسية أوسع. فاليابان تطور استراتيجية حوسبة كمومية في درجة حرارة الغرفة تعتمد على الضوء بدل الكهرباء، وتقدمها بوصفها مسارًا أبسط وأكثر كفاءة في الطاقة، في الوقت الذي تبني فيه الولايات المتحدة والصين عتادًا متزايد التعقيد يعتمد على التبريد العميق ومواد غير مألوفة.

وتضع NTT، بالتعاون مع مطور الحوسبة الكمومية OptQC، تقنيات الكم الضوئية كمسار نحو منصات كمومية قابلة للتطبيق التجاري والتوسع دون البنية التحتية الثقيلة التي تتطلبها الأنظمة الحالية.

وليس التوافق بين تعيين سوغاوا وجدول تسويق IOWN وأجندة اليابان الوطنية للابتكار مصادفة؛ إذ تضع NTT نفسها حاملًا عالميًا لمعيار انتقال حوسبي تراه حتميًا، ويمثل مختبر PHI أبرز واجهة بحثية لهذا الجهد.

ما التالي؟

تتمثل مهمة سوغاوا المباشرة في تعميق دراسة المختبر للأجهزة الضوئية الخطية وغير الخطية، مع زيادة التعاون عبر شبكة البحث والتطوير العالمية لـNTT لدفع الأبحاث الأساسية نحو التطبيق الفعلي.

وفي عصر توقع فيه شركات الذكاء الاصطناعي صفقات طاقة نووية لمجرد إبقاء مراكز بياناتها عاملة، انتقلت حجة الحوسبة البصرية، الأسرع والأبرد والأكثر كفاءة جذريًا، من فضول أكاديمي إلى ضرورة صناعية حقيقية.

بنى مختبر PHI تحت قيادة ياماموتو المصداقية العلمية. وتحت قيادة سوغاوا، يقع عليه ضغط تحويلها إلى شيء يمكن للعالم استخدامه فعليًا.