光计算机晨曦初露
据Gartner Dataquest发布的一份调查和预测报告显示,目前光计算机的许多关键性技术,诸如光的存储技术、光存储器以及各种光集成电路(OIC)等都已取得重大突破,继电子计算机之后将出现新一代的光计算机。光计算机将在21世纪大行其道。
电子计算机是20世纪中期人类最伟大的发明之一;90年代中期,比电子计算机更先进的光计算机的研究如火如荼。美国率先推出了世界上第一台实验性光计算机(砷化镓光开关),其最大特点是用光处理信息,而不是用电。因此,在处理数据的功能上要比电子计算机大1000多倍,处理信息的速度为每秒10亿次。
目前,在光计算机研制领域,最引人注目的研究成果是由欧共体和法国、德国、英国以及意大利等国60多名科学家联合研发成功的世界上第一台光计算机,其运算速度要比目前速度最快的超级计算机快1000多倍,并准确无误。
所谓光计算机,就是利用光作为信息的传递媒体,正如电子计算机利用电作为信息的传递媒体一样。光子同电子相比具有许多独特的优势：它的速度永远等于光速,具有电子所不具备的频率及偏振等特征,从而使传载信息的能力大得多。光信号根本不需要导线,即使在光线交汇时也不会互相干扰造成影响。一块直径仅2cm的光棱镜,其通过的信息比特率可以超过全世界现有的全部电缆总和的300多倍。光计算机的智能水平也将远远超过电子计算机的智能水平。
光计算机与电子计算机的工作原理不同,电子计算机借助电荷在线路中的流动来处理各种输入信息,而光计算机则借助激光束进入由反射镜和透镜组成的阵列中对信息进行处理。光计算机与电子计算机的相似之处在于光计算机也是靠产生一系列的逻辑运算操作来处理各种输入信息和解决复杂的计算问题的。与电子计算机比较,光计算机具有一系列的优势：
一、光计算机的并行处理能力特别,具有超高速的运算速度,这是电子计算机望尘莫及的。由于电子的传播速度仅为每秒593公里,而光计算机中的光子的传播速度高达每秒30万公里,相当于电子计算机中的电子速度的500多倍;
二、在对工作环境的要求方面,超高速的电子计算机只能在低温条件下工作,而光计算机在室温下能够正常工作;
三、光计算机的信息存储量特别大;
四、光计算机抗干扰能力和对环境的适应性很强,对环境条件的要求不高,在任何恶劣环境条件下都可以正常工作;
五、光计算机的容错性强,光计算机有与人脑相似的容错性,系统中如某一元件遭到损环或运算出现局部错误时,不会影响整个计算的最后结果。
在光计算机研制中新出现的一种趋势是：科学家独辟蹊径,将传统的电子转换器和光子结合起来做试验,以便研制成一种光、电杂交型计算机,即光电计算机,它能够以更快的速度处理各种信息,能够避免以往巨型计算机内部过热的老大难问题。
在研制光计算机过程中,科学家们找到了一种制造高速小型计算机的新方法,这种新方法对传统的物理学定律提出了挑战。美国加州帕萨迪纳航空和宇航局喷气推进实验室(JPL)和英国威尔士大学的科学家们日前发现,“缠结”在一起的光子对作为一个独立的单元,其效率为单个光子的两倍。借助这种“缠结”方法,可以使用传统的激光源生产出高速小型计算机的芯片。
在传统芯片的生产过程中,采用“光描刻术”让光子束来“描刻”计算机芯片。这些芯片实际上是由互相连结的双位开关(晶体管)组成的。当电流通过晶体管之后,计算机便具备了计算机功能;将数以百万计的晶体管压缩排列成为薄型芯片时,电流的流程变短
