光计算机

时间：2024-01-21 21:35:01 | 来源：信息时代

时间：2024-01-21 21:35:01 来源：信息时代

光计算机：
光计算机是由光代替电子或电流，实现高速处理大容量信息的计算机。
为什么要研究光计算机呢？因为光计算机有许多优点。
首先，传递信息速度快。电脑中的电子运动速度在理想情况下是光速，但在导体中的速度，最高不会超过每秒 500 千米，还不及光子流在导体中速度的 10％，目前电脑的运算速度预计比光计算机慢上千倍。
其次，可以很容易实现并行处理信息。电脑中的电子是沿固定线路流动的。光计算机中利用反射镜、棱镜、分光镜等，可以随意控制和改变方向，这样，在传递信息时，光束不需要导体了，可以相互交叉而不损失信息。有人作过这样的比喻：如果将电子通道比作铁路网，光子通道比作空中航线，那么，作为“火车”的电子将沿着“铁轨”运行，当“火车”过“站”时，需降低速度。而作为“飞机”的光子却可以笔直地飞达目标，甚至在横越其他“飞机的航线”时，也不用减速。铁路网的密集度毕竟是有限的，而空中航线的密集度几乎是无限的，一块直径只有 5 分硬币大小的棱镜，通过信息的能力却是现在全世界电话电缆的许多倍。
再者，无发热问题。电子会使计算机发热，而光子不会。1969 年，研究光计算机的序幕由美国麻省理工学院的科学家揭开。
1982 年，英国赫罗特一瓦特大学物理系教授德斯蒙德·史密斯研制出光晶体管。
1983 年，日本京都大学电气工程系佐佐木昭夫教授、腾田茂夫副教授也独立地研制出光晶体管。
1986 年，美国贝尔实验室发明了用半导体做成的光晶体管。光晶体管像晶体管一样，有 3 个“脚”，两个是输入信号的，叫基极和控制极；第 3 个是输出信号的。基极是一种反射薄膜，在控制光束下，反射薄膜对输入的光束作出反射或不反射的反应。这样，光晶体管的功能与晶体管的功能一样，起到“开”与“关”的作用。然后，科学家运用集成光路技术，把光晶体管、光源存贮器等元件集积在一块芯片上，制成集成光路，与集成电路相似。最后，选用集成光路进行组装，就得到光计算机。
1990 年 1 月底，贝尔实验室制成第一台光计算机，尽管它的装置很粗糙，由激光器、透镜、棱镜等组成，只能用来计算。但是，它毕竟是光计算机领
域中的一大突破。
光计算机比电子计算机更先进，它的运算速度至少比现在的计算机快 1000 倍，高达 1 万亿次，存储容量比现在的计算机大百万倍。光计算机能识别和合成语言、图画和手势。能学习文字，连潦草的手写文字都能辨认；不仅如此，在遇到错误的文字时，它还能“联想”出正确的字形。光计算机的出现，将使 21 世纪成为人机交际的时代。
光计算机的运用非常广泛，特别是在一些特殊领域，比如预测天气、气候等一些复杂而多变的过程，还可应用在电话的传输上。由于现在的通信已发展到光纤通信，使用电子计算机，就必须把光信号变为电信号，如果使用光计算机，就不必了，这也就方便多了。
现在，全世界除了贝尔实验室外，日本和德国的其他公司都投入巨资研制光计算机，预计在 21 世纪，将出现更加先进的光计算机。