光子计算机的构成与发展展望

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。

发展现状

美国贝尔实验室宣布研制出世界上第一台光学计算机。它采用砷化镓光学开关，运算速度达每秒10亿次。尽管这台光学计算机与理论上的光学计算机还有一定距离，但已显示出强大的生命力。人类利用光缆传输数据已经有20多年的历史了，用光信号来存储信息的光盘技术也已广泛应用。然而要想制造真正的光子计算机，需要开发出可以用一条光束来控制另一条光束变化的光学晶体管这一基础元件，一般说来，科学家们虽然可以实现这样的装置，但是所需的条件如温度等仍较为苛刻，尚难以进入实用阶段。

美国马萨诸塞州的一家光学技术公司——光导发光元件系统公司正与美国航空航天局马歇尔航天中心合作开发用来制造光学计算机的“光”路板，实现对光子移动的控制，并有望在今取得突破。1999年5月，在美国西北大学工作的新加坡科学家何盛中领导的一个有20多人的研究小组利用纳米级的半导体激光器研制出世界上最小的光子定向耦合器，可以在宽度仅0.2至0.4微米的半导体层中对光进行分解和控制。

光子计算机展望

相信在看这篇文章的人对PC已经有一定的认识，对PC的过去我也就不多说了，摩尔定律完全掌握着我们可以遇见的未来，而摩尔定律失效将会出现在0.2nm工艺制作芯片的时候，因为那已经一个原子的直径了。但在这之前或之后很短的时间内光子计算机将会取代电子计算机，那时光子计算机就像我们现在使用的电子计算机一样流行，因此我对未来的PC的预测是建立在光子计算机的基础上：PC将会分为两个支线，一个是台式机，台式机不会被淘汰，它继续以高性能价格比占据着市场的大部分。现在的PDA将会是另一个分支的雏形，它甚至会将手提电脑淘汰，原因下文我说到。(下文所提到的计算机除特别指出，否则都是指光子计算机)

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。 

硬盘与内存：光子计算机中硬盘会完成现在内存和硬盘的工作，内存将消失。现在计算机的原理被改变，处理器直接可以在高速硬盘中读取、运行、处理数据。但现有的光存储器的速度实在不可以实现，因此现在的光储存器在将来只会作为廉价的备份或复制转移设备。新的储存器将会是一种可透光的液态存储器，数据直接纪录在每个原子上，以高速运动的原子实现数据的高速读取，从而取代内存。 

显卡与显示器：显卡将会与显示器集成，或消失，现在的液晶显示器是未来显示器的雏形，未来的显示器将会是无点距液态显示器，同样是像现在的显示器一样是超薄显示器，显示器面板上将会有一种受激会发光的物质，以每一原子为发光单位来显示图形，实现无点距显示。 

现在未来的台式光子计算机已经基本成行了，其他配件也像现在的PC一样，按自己的需要DIY。未来PC的另一个分支就是未来的PDA，现在PDA已经是一个很好的概念了，只是它现在实在是处于发展的起步，难成气候。在理论上说，只有工艺足够高的话，所有原件都可以集成一块芯片上，于是未来的PDA会从这点出发，也高度集成性和方便携带性而成为PC的另一个分支。说它是PC的一个分支，因为它首先要集成手提电脑的全部功能，它还会集成现在的数码相机、数码摄像机、GPS等的功能，另外它还要实现即时通信功能，如同现在的手机一样。 

未来的PDA大小应该比现在的手机小一点点，你可以见到PDA很可能跟现在的手机一样，只有简单的几个按键和一个不太大的彩色屏幕。但不要小看它，它将可以实现手提电脑的全部功能，PDA上将会集成一个投射屏幕投射器，投射屏幕能在空气中、不需要任何其他物品就可以形成影像。PDA可以完全实现声控功能，万一有需要时，它还可以透过投射器显示出来的一个全尺寸键盘，你可以在这个投射键盘上实现键盘输入。