光存储技术、光互连技术、光电子集成电路等都已经获得突破,最大幅度地提高光子计算机的运算能力是当前科研工作面临的攻关课题。光子计算机的问世和进一步研制、完善,将为人类跨向更加美好的明天,提供无穷的力量。任何金属导线都存在电阻和电容。从电磁学基本知识也知道,电阻和电容的结合会给在导线中传播的电子产生“阻力”,减低它在导线中传播的速度(传播速度大约只有光波在真空中传播速度的千分之一),这个现象又称时钟扭曲。由于存在这样一些问题,相应地也就出现这样的后果:电子对迅速的外来变化反应“迟钝”。当传递信息的载波频率很高(即信号变化速率很快)时,在导线上传递的电信号实际上跟不上要传递的信息信号变化。结果呢,就如同相声演员念绕口令。念得过快,舌头反应跟不上,念错了或走了调那个样子,被传递的信号要发生畸变。计算机的运算发生错误。其次,电子计算机的中央处理机虽然能够迅速处理数据,主存贮器能够吞吐大量的数据。但因为所有的数据信号都必须经过总线传递,而总线的电流密度如果太大,产生的电磁干扰也大。因此,电子计算机也会出现类似于高速公路交汇口由于狭窄。车辆通行速率受限制的现象,计算机和运算速度也受到了限制。还有,计算机使用的集成电子器件,它们因为受量子效应干扰,集成密度受到限制,理论上的集成密度最高为每块芯片10亿个晶体管(在实际上达到的数量比这个数还要低许多)。光计算机优势不用电子,用光子做传递信息的载体,就有可能克服前面谈到的那些限制,制造出性能更优异的计算机。用光子做传递信息的载体有以下几方面的好处:

1、光子不带电荷,它们之间不存在电磁场相互作用。在自由空间中几束光平行传播、相互交叉传播,彼此之间不发生干扰,千万条光束可以同时穿越一只光学元件而不会相互影响。一只的光学系统,能够提供5*10^5行传输信息通道;一只质量好的透镜能够提供条信息通道。如果用光波导传输,光波导也可以相互穿越,只要它们的交叉角大于左右就不会有明显的交叉耦合。上述的性质又称光信号传输的并行性。

2、光子没有静止质量,它既可以在真空中传播,也可以在介质中传播,传播速度比电子在导线中的传播速度快得多(约1000倍),也就是说,光子携带信息传递的速度比电子快计算机内的芯片之间用光子互连不受电磁干扰影响,互连的密度可以很高。在自由空间进行互连,每平方毫米面积上的连接线数目可以达到5万条,如果用光波导方式互连,可以有万条。所以,用光子做信息处理载体,会制造出运算速度极高的计算机,理论上可以达到每秒1000亿次,信息存储量达到10^18位。这种计算机称为光子计算机。

3、超高速的运算速度。光子计算机并行处理能力强,因而具有更高的运算速度。电子传播速度是593k/s。光子计算机中硬盘会完成现在内存和硬盘的工作,内存将消失。现在计算机的原理被改变,处理器直接可以在高速硬盘中读取、运行、处理数据。但现有的光存储器的速度实在不可以实现,因此现在的光储存器在将来只会作为廉价的备份或复制转移设备。新的储存器将会是一种可透光的液态存储器。数据直接纪录在每个原子上,以高速运动的原子实现数据的高速读取,从而取代内存。

显卡与显示器:显卡将会与显示器集成,或消失,现在的液晶显示器是未来显示器的雏形。未来的显示器将会是无点距液态显示器,同样是像现在的显示器一样是超薄显示器,显示器面板上将会有一种受激会发光的物质,以每一原子为发光单位来显示图形,实现无点距显示。

现在未来的台式光子计算机已经基本成行了,其他配件也像现在的pc一样,按自己的需要diy。未来pc的另一个分支就是未来的pda,现在pda已经是一个很好的概念了,只是它现在实在是处于发展的起步,难成气候。在理论上说。只有工艺足够高的话,所有原件都可以集成一块芯片上,于是未来的pda会从这点出发,也高度集成性和方便携带性而成为pc的另一个分支。说它是pc的一个分支,因为它首先要集成手提电脑的全部功能,它还会集成现在的数码相机、数码摄像机、gps等的功能,另外它还要实现即时通信功能,如同现在的手机一样。

未来的pda大小应该比现在的手机小一点点,你可以见到pda很可能跟现在的手机一样,只有简单的几个按键和一个不太大的彩色屏幕。但不要小看它。它将可以实现手提电脑的全部功能,pda上将会集成一个投射屏幕投射器,投射屏幕能在空气中、不需要任何其他物品就可以形成影像。pda可以完全实现声控功能,万一有需要时。它还可以透过投射器显示出来的一个全尺寸键盘,你可以在这个投射键盘上实现键盘输入。

计算机

量子计算机是根据原子或原子核所具有的量子学特性来工作,运用量子信息学,基于量子效应构建的一个完全以量子位(量子比特)为基础的计算机。它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态,利用激光脉冲来改变分子的状态,使信息沿着聚合物移动。从而进行运算。

量子计算机有自身独特的优点和广阔的发展前景。首先


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