光计算机展望

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1、计算机发展展望所谓超导，是指有些物质在接近绝对零度（相当于－269度）时，电流流动是无阻力的。超导计算机是使用超导体元器件的高速计算机。　　这种电脑的耗电仅为用半导体器件制造的电脑所耗电的几千分之一，它执行一个指令只需十亿分之一秒，比半导体元件快10倍。以目前的技术制造出的超导电脑用集成电路芯片只有3～5立方毫米大小。光计算机是利用光作为载体进行信息处理的计算机，又叫光脑，其运算速度将比普通的电子计算机至少快1000倍。光脑靠激光束进入由反射镜和透镜组成的阵列中来对信息进行处理的。　　与电脑相似之处是，光脑也靠一系列逻辑操作来处理和解决问题。计算机的功率取决于其组成部件的运行速度和

2、排列密度，光在这两个方面都很理想。激光束对信息的处理速度可达现有半导体硅器的1000倍。光束在一般条件下的这种互不干扰的特性，使得光脑能够在极小的空间内开辟很多平行的信息通道，密度大得惊人。一块截面等于5分硬币大小的棱镜，其通过能力超过全球现有全部电话电缆的许多倍。生物计算机主要是以生物电子元件构建的计算机。它利用蛋白质有开关特性，用蛋白质分子作元件制成的生物芯片构成。其性能是由元件与元件之间电流启闭的开关速度来决定的。　　用蛋白质制造的电脑芯片，它的一个存储点只有一个分子大小，所以它的存储容量可以达到普通电脑的10亿倍。由蛋白质构成的集成电路，其大小只相当于硅片集成电路的十万分之

3、一，而且运转速度更快，只有10－11秒，大大超过人脑的思维速度。生物电脑元件的密度比大脑神经元的密度高100万倍，传递信息的速度也比人脑思维的速度快.　　生物芯片传递信息时阻抗小，能耗低，且具有生物的特点，具有自我组织自我修复的功能。它可以与人体及人脑结合起来，听从人脑指挥，从人体中吸收营养。科学家研究发现，脱氧核糖核酸（DNA）有一种特性，能够携带生物体各种细胞拥有的大量基因物质。数学家、生物学家、化学家以及计算机专家从中得到启迪，正在合作研制未来的的液体DNA电脑。这种DNA电脑的工作原理是以瞬间发生的化学反应为基础，通过和酶的相互作用，将反应过程进行分子编码，把二进制数翻译成

4、遗传密码的片段，每个片段就是著名的双螺旋的一个链，然后对问题以新的DNA编码形式加以解答。　　和普通的电脑相比，DNA电脑的优点首先是体积小，但存储的信息量却超过现代世界上所有的电脑。它用于存储信息的空间仅为普通计算机的几兆分之一。其信息可存储在数以兆计的DNA链中，一升的DNA电脑只需几天时间，就可以完成迄今为止所有计算机曾经进行过的运算。其次是最大限量地减少能耗，DNA电脑的能耗，仅为普通电脑的十亿分之一。再者就是功能的强大，它的每个DNA链可以各自进行运算，这意味着，DAN计算机能同时“试用”巨大数量的可能的解决方案。人类神经网络的强大与神奇是人所共知的。将来，人们在研究人体

5、神经系统结构和功能的神经生物学家及神经解剖学家的帮助下研制出数学模型，然后制造能够完成类似人脑功能的计算机系统的人造神经元网络。至此，计算机将获得真正的人工智能。　　神经元计算机比较有前途的应用领域是国防。它可以识别物体和目标，处理复杂的雷达信号，决定需击毁的目标。神经元计算机的联想式信息存储、对学习的自然适应性、数据处理中的平行重复现象等性能都将异常地有效快捷。科学证明，个体光子通常不相互作用，但是当它们与光学谐振腔内的原子聚在一起时，它们相互之间会产生强烈影响。光子的这种特性可用来发展利用量子力学效应的信息处理器件－光学量子逻辑门，进而制造量子计算机。　　在理论方面，量子计算机

6、的性能能够超过任何可以想象的标准计算机。量子计算机潜在的用途将涉及人类生活的每一个方面，从工业生产线到公司的办公室，从军用装备到学生课桌，从国家安全到自动柜员机。现在使用的计算机，一般都是通过计算机键盘或鼠标器输入指令而工作的，另外还有少部分声控电脑。未来，电脑能通过分析使用者思维时发出的生物信号来实现人脑控制。这项技术是从长期被用来诊断大脑疾病的脑电图记录衍生而来的。　　目前，研究脑电波控制计算机的一个重大挑战是：如何使计算机从人脑电波中分辨人的思维是“是”还是“否”。关键是科学家们目前对脑部细胞就某些思想释放出的电荷以及它们之间的关联所知甚少。另外，某个信息可能同时被其他信息所

7、遮盖，这对计算机收集和分析信息造成相当的困难。　　专家们认为，由于这种实验技术耗资巨大而且非常复杂，很难投入实际应用。他们说完全随人脑反应的计算机的研制还需几十年的时间，也许永远都是科学幻想。但在今后十几年内，有可能开发出比较实际的能帮助残疾人通信或操作一些用具的系统。光计算机萌芽阶段1、电子计算机，是于本世纪40年代出生的。此后不久，科学家们便开始研制光计算机。电子计算机是以电子输送信息，而光计算机是以光子输送信息。　　计算机问世后，科学家们自然而然地想到使用光元素