光子計算機是什么？有哪些優(yōu)勢

光子計算機是一種由光信號進行數(shù)字運算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機。一般是由激光器、光學反射鏡、透鏡、濾波器等光學元件和設(shè)備構(gòu)成，靠激光束進入反射鏡和透鏡組成的陣列進行信息處理，以光子（photon）代替電子（electron），光運算代替電運算。

光的并行、高速，天然地決定了光子計算機的并行處理能力很強，具有超高運算速度。光學計算比普通計算快一百萬倍。

光子計算機還具有與人腦相似的容錯性，系統(tǒng)中某一元件損壞或出錯時，并不影響最終的計算結(jié)果。光子在光介質(zhì)中傳輸所造成的信息畸變和失真極小，光傳輸、轉(zhuǎn)換時能量消耗和散發(fā)熱量極低，對環(huán)境條件的要求比電子計算機低得多。隨著現(xiàn)代光學與計算機技術(shù)、微電子技術(shù)相結(jié)合，在不久的將來，光子計算機將成為人類普遍的工具。

1990年初，美國貝爾實驗室制成世界上第一臺光子計算機。光子計算機是一種由光信號進行數(shù)字運算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機。光子計算機的基本組成部件是集成光路，要有激光器、透鏡和核鏡。

由于光子比電子速度快，光子計算機的運行速度可高達一萬億次。它的存貯量是現(xiàn)代計算機的幾萬倍，還可以對語言、圖形和手勢進行識別與合成。

明顯的優(yōu)勢，不用電子，用光子做傳遞信息的載體，就有可能克服前面談到的那些限制，制造出性能更優(yōu)異的計算機。

（1）光子不帶電荷，它們之間不存在電磁場相互作用在自由空間中幾束光平行傳播、相互交叉?zhèn)鞑?，彼此之間不發(fā)生干擾，千萬條光束可以同時穿越一只光學元件而不會相互影響。

（2）光子沒有靜止質(zhì)量，它既可以在半真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播，傳播速度比電子在導(dǎo)線中的傳播速度快得多（約1000倍），也就是說，光子攜帶信息傳遞的速度比電子快計算機內(nèi)的芯片之間用光子互連不受電磁干擾影響，互連的密度可以很高。

（3）超高速的運算速度，光子計算機并行處理能力強，因而具有更高的運算速度。電子的傳播速度是593km/s，而光子的傳播速度卻達3×10^5km/s。

（4）超大規(guī)模的信息存儲容量，與電子計算機相比，光子計算機具有超大規(guī)模的信息存儲容量。光子計算機具有極為理想的光輻射源——激光器，光子的傳導(dǎo)是可以不需要導(dǎo)線的，而且即使在相交的情況下，它們之間也不會產(chǎn)生絲毫的相互影響。光子計算機無導(dǎo)線傳遞信息的平行通道，其密度實際上是無限的，一枚五分硬幣大小的枚鏡，它的信息通過能力竟是全世界現(xiàn)有電話電纜通道的許多倍。

（5）能量消耗小，散發(fā)熱量低，是一種節(jié)能型產(chǎn)品。光子計算機的驅(qū)動，只需要同類規(guī)格的電子計算機驅(qū)動能量的一小部分，這不僅降低了電能消耗，大大減少了機器散發(fā)的熱量，而且為光子計算機的微型化和便攜化研制，提供了便利的條件。

光子計算沒有量子計算快（量子計算是全球活躍話題之一?。?/p>

光子計算：這涉及通過導(dǎo)光材料介質(zhì)更換導(dǎo)電材料介質(zhì)。顯著提高當前仍在開發(fā)中的計算技術(shù)的速度。

量子計算：涉及用于數(shù)據(jù)處理的雙電子自旋矩狀態(tài)。

量子計算比光學計算要快得多。

光學計算比普通計算快一百萬倍。

量子計算機比普通計算機快10 ^ 8倍。

審核編輯：劉清