الألياف الضوئية التقليدية، المصنوعة من الزجاج، لا تنقل الضوء بسرعة الضوء الحقيقية في الفراغ، والتي تبلغ نحو 300 مليون متر في الثانية. بل يسير داخلها بسرعة أقل بكثير، لا تتجاوز 200 مليون متر في الثانية. ويعود ذلك إلى أن الضوء يمر عبر قلب زجاجي كثيف، مما يبطئ حركته بفعل الانكسار والامتصاص الداخلي. ولهذا بقيت السرعة فيها ثابتة منذ ثمانينيات القرن الماضي.

لكن الأمر تغير الآن، فقد ابتكر فريق من الباحثين في شركة لومينيسيتي، التي استحوذت عليها مايكروسوفت، نوعاً جديداً من الألياف الضوئية يعرف باسم DNANF (الألياف الضوئية المزدوجة التداخل المضادة للرنين وعديمة العقد). وتتميز ببنية مجوفة، حيث يمر الضوء عبر الهواء داخل الألياف بدلاً من الزجاج، مما يسمح له بالاقتراب من سرعته الطبيعية في الفراغ. كما أن محيطها يتكون من أنابيب زجاجية دقيقة جداً، مرتبة بشكل متداخل ومتناسق حول القلب الهوائي. وهذه الأنابيب لا تنقل الضوء، بل تعمل كمرايا داخلية تعكسه وتحافظ على مساره داخل القلب. وتسمى هذه البنية "مضادة للرنين" لأنها تمنع تسرب الضوء إلى الزجاج، وتبقيه محصوراً في الهواء. كما أنها "عديمة العقد"، أي لا تحتوي على نقاط انكسار أو تغير في المسار، مما يقلل من التشتت وضعف الإشارة أو التوهين.

ووفقاً للتجارب، فإن سرعة الضوء داخل هذه الألياف تصل إلى نحو 290 مليون متر في الثانية، أي أسرع من الألياف التقليدية بنسبة تصل إلى 45%.

لكن السرعة ليست الإنجاز الوحيد. فقد سجلت هذه الألياف رقماً قياسياً جديداً في تقليل ضعف الإشارة، حيث بلغ التوهين 0.091 ديسيبل لكل كيلومتر عند طول موجي 1550 نانومتر. وهذا الرقم يعد إنجازاً غير مسبوق، خاصة إذا ما قورن بالألياف الزجاجية الحديثة التي ظلت عالقة عند مستوى 0.14 ديسيبل/كم لأكثر من أربعة عقود. ويعد التوهين من أهم العوامل التي تحد من كفاءة الشبكات، لأنه يتطلب تركيب مضخمات إضافية على طول الخط، مما يزيد من التكلفة والطاقة المستهلكة. كما أن تقليله يفتح المجال لاستخدام أطوال موجية جديدة ذات نطاق ترددي أوسع، مما يبشر بعصر جديد من الاتصالات فائقة السرعة.

مايكروسوفت لم تكتف بدعم البحث، بل بدأت بالفعل في استخدام هذه التقنية داخل مراكز بياناتها. فقد مدت الشركة نحو 1200 كيلومتر من الألياف الجديدة في شبكة Azure، وصرح الرئيس التنفيذي ساتيا ناديلا في مؤتمر Microsoft Ignite عام 2024 بأن الشركة تخطط للوصول إلى 15 ألف كيلومتر خلال عامين. وهذه الخطوة تهدف إلى دعم الاتصال الفوري بين مراكز الذكاء الاصطناعي، وتقليل زمن الوصول إلى النصف، وهو ما وصفه الباحثون بأنه "أكبر تحسن في 40 عاماً".

الورقة العلمية التي وثقت هذه النتائج نشرت في مجلة Nature Photonics.