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。它由激光器、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，以光子代替電子，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。

發(fā)展現(xiàn)狀

美國貝爾實驗室宣布研制出世界上第一臺光學計算機。它采用砷化鎵光學開關(guān)，運算速度達每秒10億次。盡管這臺光學計算機與理論上的光學計算機還有一定距離，但已顯示出強大的生命力。人類利用光纜傳輸數(shù)據(jù)已經(jīng)有20多年的歷史了，用光信號來存儲信息的光盤技術(shù)也已廣泛應(yīng)用。然而要想制造真正的光子計算機，需要開發(fā)出可以用一條光束來控制另一條光束變化的光學晶體管這一基礎(chǔ)元件，一般說來，科學家們雖然可以實現(xiàn)這樣的裝置，但是所需的條件如溫度等仍較為苛刻，尚難以進入實用階段。

美國馬薩諸塞州的一家光學技術(shù)公司——光導(dǎo)發(fā)光元件系統(tǒng)公司正與美國航空航天局馬歇爾航天中心合作開發(fā)用來制造光學計算機的“光”路板，實現(xiàn)對光子移動的控制，并有望在今取得突破。1999年5月，在美國西北大學工作的新加坡科學家何盛中領(lǐng)導(dǎo)的一個有20多人的研究小組利用納米級的半導(dǎo)體激光器研制出世界上最小的光子定向耦合器，可以在寬度僅0.2至0.4微米的半導(dǎo)體層中對光進行分解和控制。

光子計算機展望

相信在看這篇文章的人對PC已經(jīng)有一定的認識，對PC的過去我也就不多說了，摩爾定律完全掌握著我們可以遇見的未來，而摩爾定律失效將會出現(xiàn)在0.2nm工藝制作芯片的時候，因為那已經(jīng)一個原子的直徑了。但在這之前或之后很短的時間內(nèi)光子計算機將會取代電子計算機，那時光子計算機就像我們現(xiàn)在使用的電子計算機一樣流行，因此我對未來的PC的預(yù)測是建立在光子計算機的基礎(chǔ)上：PC將會分為兩個支線，一個是臺式機，臺式機不會被淘汰，它繼續(xù)以高性能價格比占據(jù)著市場的大部分�，F(xiàn)在的PDA將會是另一個分支的雛形，它甚至會將手提電腦淘汰，原因下文我說到。(下文所提到的計算機除特別指出，否則都是指光子計算機)

我先來說說未來的臺式機，臺式機不會因為PC的極度發(fā)展而消失，相反它比任何一種其他機型更能適應(yīng)市場的發(fā)展需求，臺式機將會以高性能，低價格作為發(fā)展之路，光子臺式機的整個架構(gòu)將會是以光信號取代現(xiàn)在的電信號，光信號經(jīng)輸入設(shè)備觸發(fā)，經(jīng)傳送到CPU處理后，再按輸出。其實原理跟現(xiàn)在的電子計算機一樣，只不過所有通信都是有光信號完成。下面簡單預(yù)測每個配件。 

CPU：作為光子計算機核心，它仍然會作為一個獨立產(chǎn)品來被開發(fā)和研究，至于它的材料應(yīng)該會是一種存儲量大，當規(guī)模生產(chǎn)之后會變得相當便宜的物質(zhì)。 

主板：或者說是光信號生成或傳送器更加貼切一些，但這個物件可能會消失。在未來主板不再與現(xiàn)在的主板同等重要，因為光信號生成可能會在電源中完成，而光信號傳送途徑可以簡單地透過CPU與其他物件的連接實現(xiàn)。這樣主板就不再有存在的理由了。 

硬盤與內(nèi)存：光子計算機中硬盤會完成現(xiàn)在內(nèi)存和硬盤的工作，內(nèi)存將消失�，F(xiàn)在計算機的原理被改變，處理器直接可以在高速硬盤中讀取、運行、處理數(shù)據(jù)。但現(xiàn)有的光存儲器的速度實在不可以實現(xiàn)，因此現(xiàn)在的光儲存器在將來只會作為廉價的備份或復(fù)制轉(zhuǎn)移設(shè)備。新的儲存器將會是一種可透光的液態(tài)存儲器，數(shù)據(jù)直接紀錄在每個原子上，以高速運動的原子實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速讀取，從而取代內(nèi)存。 

顯卡與顯示器：顯卡將會與顯示器集成，或消失，現(xiàn)在的液晶顯示器是未來顯示器的雛形，未來的顯示器將會是無點距液態(tài)顯示器，同樣是像現(xiàn)在的顯示器一樣是超薄顯示器，顯示器面板上將會有一種受激會發(fā)光的物質(zhì)，以每一原子為發(fā)光單位來顯示圖形，實現(xiàn)無點距顯示。 

現(xiàn)在未來的臺式光子計算機已經(jīng)基本成行了，其他配件也像現(xiàn)在的PC一樣，按自己的需要DIY。未來PC的另一個分支就是未來的PDA，現(xiàn)在PDA已經(jīng)是一個很好的概念了，只是它現(xiàn)在實在是處于發(fā)展的起步，難成氣候。在理論上說，只有工藝足夠高的話，所有原件都可以集成一塊芯片上，于是未來的PDA會從這點出發(fā)，也高度集成性和方便攜帶性而成為PC的另一個分支。說它是PC的一個分支，因為它首先要集成手提電腦的全部功能，它還會集成現(xiàn)在的數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、GPS等的功能，另外它還要實現(xiàn)即時通信功能，如同現(xiàn)在的手機一樣。 

未來的PDA大小應(yīng)該比現(xiàn)在的手機小一點點，你可以見到PDA很可能跟現(xiàn)在的手機一樣，只有簡單的幾個按鍵和一個不太大的彩色屏幕。但不要小看它，它將可以實現(xiàn)手提電腦的全部功能，PDA上將會集成一個投射屏幕投射器，投射屏幕能在空氣中、不需要任何其他物品就可以形成影像。PDA可以完全實現(xiàn)聲控功能，萬一有需要時，它還可以透過投射器顯示出來的一個全尺寸鍵盤，你可以在這個投射鍵盤上實現(xiàn)鍵盤輸入。