光子計(jì)算機(jī)的誕生背景

在當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展面臨新一輪變革的背景下,，科學(xué)家們寄希望于現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,，以期發(fā)展出新一代計(jì)算機(jī)——光子計(jì)算機(jī)，電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,，會(huì)遇到雜質(zhì)原子的阻擋,，從而產(chǎn)生阻力,，導(dǎo)致電子在計(jì)算機(jī)中的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)低于光速,，光子計(jì)算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，旨在利用光子取代電子,，實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)運(yùn)算,、傳輸和存儲(chǔ)。

量子計(jì)算機(jī)的誕生源于對(duì)可逆計(jì)算機(jī)的研究,，量子計(jì)算機(jī)遵循量子力學(xué)規(guī)律,，能夠進(jìn)行高速的數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算,、存儲(chǔ)及處理量子信息，與之相對(duì),，光子計(jì)算機(jī)則是通過(guò)利用光子進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算,、傳輸和存儲(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)高效的信息處理,。

光子計(jì)算機(jī)的具體構(gòu)成包括光導(dǎo)纖維和各種光學(xué)元件,，它不依賴(lài)電子在線路中的流動(dòng)來(lái)處理信息，而是通過(guò)一束低功率激光進(jìn)入由反射鏡和透鏡組成的光回路,，從而進(jìn)行“思維”活動(dòng),，盡管如此，光子計(jì)算機(jī)同樣具備存儲(chǔ),、運(yùn)算和控制等功能,。

激光計(jì)算機(jī)與光子計(jì)算機(jī)的區(qū)別

激光計(jì)算機(jī)和光子計(jì)算機(jī)都是基于光技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息處理的計(jì)算機(jī)，但它們?cè)趯?shí)現(xiàn)方式和原理上存在顯著差異,，激光計(jì)算機(jī)主要依賴(lài)激光束的特性進(jìn)行信息處理,，而光子計(jì)算機(jī)則利用光子的量子特性實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)、傳輸和處理,，這兩種技術(shù)在未來(lái)的信息技術(shù)發(fā)展中都展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景,。

在計(jì)算方式上，激光計(jì)算機(jī)使用激光進(jìn)行計(jì)算,，而光子計(jì)算機(jī)使用光子,，激光具有方向性強(qiáng)、亮度高的特點(diǎn),，而光子則是傳遞電磁相互作用的基本粒子,，靜止質(zhì)量為零，以光速運(yùn)動(dòng),，激光計(jì)算機(jī)通過(guò)激光進(jìn)行計(jì)算,，光子計(jì)算機(jī)則通過(guò)光子得出相應(yīng)數(shù)據(jù)。

激光計(jì)算機(jī)通過(guò)光傳遞信息代替電傳遞,，從而實(shí)現(xiàn)比普通計(jì)算機(jī)快1000倍的傳輸速度,，光子計(jì)算機(jī)是一種新型計(jì)算機(jī)，通過(guò)光信號(hào)進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算,、邏輯操作,、信息存儲(chǔ)和處理，它由激光器,、光學(xué)反射鏡,、透鏡、濾波器等光學(xué)元件和設(shè)備構(gòu)成,，依靠激光束進(jìn)入反射鏡和透鏡組成的陣列進(jìn)行信息處理,，以光子代替電子,，光運(yùn)算代替電運(yùn)算。

激光計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)介

激光計(jì)算機(jī)的處理機(jī)部分采用激光光波替代電波進(jìn)行二進(jìn)制信號(hào)轉(zhuǎn)換,，其核心在于高效,、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)處理和輸出，光信號(hào)能夠攜帶更多信息,，不易受干擾,，使得資料處理能力與存儲(chǔ)量遠(yuǎn)超傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，光計(jì)算機(jī)分為全光學(xué)型和光電混合型,，貝爾實(shí)驗(yàn)室的光計(jì)算機(jī)即屬于混合型,。

激光計(jì)算機(jī)是一種前沿的計(jì)算機(jī)技術(shù)，與傳統(tǒng)的光子計(jì)算機(jī)有著顯著的區(qū)別,，其核心原理在于利用激光束進(jìn)行信息處理,，而非光子的隨機(jī)傳播，相較于光子計(jì)算機(jī),，激光計(jì)算機(jī)的計(jì)算方式更為精確和高效,，因?yàn)樗芗胁⒖刂乒馐倪\(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高度定向的計(jì)算操作,。

激光計(jì)算機(jī)利用激光技術(shù)進(jìn)行信息處理,，主要利用激光束的特性，如方向性好,、亮度高等,，實(shí)現(xiàn)信息的快速傳輸和處理，其核心部件是激光器和光電器件,，其中激光器用于產(chǎn)生激光束,，光電器件則負(fù)責(zé)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，在激光計(jì)算機(jī)中,，信息的存儲(chǔ),、傳輸和處理都是通過(guò)激光束來(lái)完成的。

貝爾實(shí)驗(yàn)室最早研制了晶體管,，標(biāo)志著電子技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段,，改變了人們的生活，該公司又將激光計(jì)算機(jī)與晶體管的發(fā)現(xiàn)相媲美,，美國(guó)霍爾代爾研究中心信息系統(tǒng)研究室主任寧克認(rèn)為,，激光計(jì)算機(jī)的研制成功是人類(lèi)技術(shù)史上的一件大事，與萊克兄弟制成世界上第一架飛機(jī)具有同等重要意義,。