浅谈光子计算机的现状与发展

摘要:简述了光子计算机产业的背景的特点，指出线路存在的不成熟的发展前景。

关键词:光子计算机 存在问题 优点 前景

当今的计算机科学技术正在以迅雷不及掩耳之势迅速发展,但是任何一种技术的发展都会受到它自身固有的物理特性限制,电子计算机也不例外,可以说随着超大规模集成电路的日趋成熟,一块芯片上所能集成的电子元件已几近饱和,即使理论上能够有所突破,但制造工艺已不可能有质的突破——根据经典电磁学理论,当电子线路过密就不可避免的产生相互间电磁干扰,并且电子在电路的传输过程中会产生大量热能,能源消耗极大,数据必须光电转换才能进入光纤网络。这应该就是电子计算机硬件的发展瓶颈,所以光子计算机技术就是在这种背景下应运而生。虽然目前还很不成熟,但发展前景非常广阔。

光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。光子计算机的基本组成部件是集成光路,要有激光器、透镜和核镜。

由于光子比电子速度快,电子在运动过程中,由于会遇到一些杂质原子的阻挡,需要克服由些产生的阻力。所以,实际上计算机中电子运动速度比光速低得多。光速是每秒钟30万千米,大约比计算机中电子的运动速度快1000倍,因此预计有可能使运算速度提高数千倍。它的存贮量是现代计算机的几万倍,还可以对语言、图形和手势进行识别与合成。

现有的计算机是由电子来传递和处理信息。电场在导线中传播的速度虽然比我们看到的任何运载工具运动的速度都快,但是,从发展高速率计算机来说,采用电子做输运信息载体还不能满足快的要求,提高计算机运算速度也明显表现出能力有限了。然而光子计算机用光子作为信息传递的载体,光互连代替导线互连,电子硬件用光硬件代替,电运算代替光运算,利用激光来传送信号,且由光导纤维与各种光学元件等构成集成光路,从而进行数据运算、传输和存储。在光子计算机中,不同波长、频率、偏振态及相位的光代表不同的数据,这远胜于电子计算机中通过电子“0”、“1”状态变化进行的二进制运算,光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。

浅谈光子计算机的现状与发展