光子计算机全解–光子计算机定义

 

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。它由激光器、光学反射镜、透镜、滤波器等光学元件和设备构成，靠激光束进入反射镜和透镜组成的阵列进行信息处理，以光子代替电子，光运算代替电运算。光的并行、高速，天然地决定了光子计算机的并行处理能力很强，具有超高运算速度。光子计算机还具有与人脑相似的容错性，系统中某一元件损坏或出错时，并不影响最终的计算结果。光子在光介质中传输所造成的信息畸变和失真极小，光传输、转换时能量消耗和散发热量极低，对环境条件的要求比电子计算机低得多。随着现代光学与计算机技术、微电子技术相结合，在不久的将来，光子计算机将成为人类普遍的工具。

 

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光子计算机全解–光子计算机优势

 

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20×20c㎡的光学系统，能够提供5×10^5条并行传输信息通道；一只质量好的透镜能够提供10^8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10°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。

 

光子没有静止质量

 

它既可以在半真空中传播，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。

 

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光子计算机全解–光子计算机展望

 

我先来说说未来的台式机，台式机不会因为PC的极度发展而消失，相反它比任何一种其他机型更能适应市场的发展需求，台式机将会以高性能，低价格作为发展之路，光子台式机的整个架构将会是以光信号取代现在的电信号，光信号经输入设备触发，经传送到CPU处理后，再按输出。其实原理跟现在的电子计算机一样，只不过所有通信都是有光信号完成。下面简单预测每个配件。

 

CPU：作为光子计算机核心，它仍然会作为一个独立产品来被开发和研究，至于它的材料应该会是一种存储量大，当规模生产之后会变得相当便宜的物质。

 

主板：或者说是光信号生成或传送器更加贴切一些，但这个物件可能会消失。在未来主板不再与现在的主板同等重要，因为光信号生成可能会在电源中完成，而光信号传送途径可以简单地透过CPU与其他物件的连接实现。这样主板就不再有存在的理由了。