什么是光子计算机？
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。
什么是光子计算机
光子计算机 1990年初，美国贝尔实验室制成世界上第一台光子计算机。 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。光子计算机的基本组成部件是集成光路，要有激光器、透镜和核镜。 由于光子比电子速度快，光子计算机的运行速度可高达一万亿次。它的存贮量是现代计算机的几万倍，还可以对语言、图形和手势进行识别与合成。 目前，许多国家都投入巨资进行光子计算机的研究。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。 光子计算机与电子计算机相比，主要具有以下优点： (1)超高速的运算速度。光子计算机并行处理能力强，因而具有更高的运算速度。电子的传播速度是593km/s，而光子的传播速度却达3×10�5km/s，对于电子计算机来说，电子是信息的载体，它只能通过一些相互绝缘的导线来传导，即使在最佳的情况下，电子在固体中的运行速度也远远不如光速，尽管目前的电子计算机运算速度不断提高，但它的能力极限还是有限的；此外，随着装配密度的不断提高，会使导体之间的电磁作用不断增强，散发的热量也在逐渐增加，从而制约了电子计算机的运行速度；而光子计算机的运行速度要比电子计算机快得多，对使用环境条件的要求也比电子计算机低得多。 (2)超大规模的信息存储容量。与电子计算机相比，光子计算机具有超大规模的信息存储容 量。光子计算机具有极为理想的光辐射源——激光器，光子的传导是可以不需要导线的，而且即使在相交的情况下，它们之间也不会产生丝毫的相互影响。光子计算机无导线传递信息 的平行通道，其密度实际上是无限的，一枚五分硬币大小的枚镜，它的信息通过能力竟是全世界现有电话电缆通道的许多倍。 (3)能量消耗小，散发热量低，是一种节能型产品。光子计算机的驱动，只需要同类规格的电子计算机驱动能量的一小部分，这不仅降低了电能消耗，大大减少了机器散发的热量，而且为光子计算机的微型化和便携化研制，提供了便利的条件。科学家们正试验将传统的电子转换器和光子结合起来，制造一种“杂交”的计算机，这种计算机既能更快地处理信息，又能克服巨型电子计算机运行时内部过热的难题。 目前，光子计算机的许多关键技术，如光存储技术、光互连技术、光电子集成电路等都已经获得突破，最大幅度地提高光子计算机的运算能力是当前科研工作面临的攻关课题。光子计算机的问世和进一步研制、完善，将为人类跨向更加美好的明天，提供无穷的力量。
什么是光子计算机？它和电子计算机、光电复合计算机哪个好？
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。
什么是光电子计算机？
电子计算机也称电脑，已经成为我们这个时代经济和社会发展的象征。但是以半导体硅为基础的电子计算机的发展，例如晶体管和线路的缩小，数据信息存储量和运算速度的增加，都会受到原材料物理定律的限制，即在这样的结构和运作方式下总会达到极限。因此研究和发展新型的结构和工作原理的计算机以替代受到发展限制的电子计算机，就成为当前和未来的一项重要的时代任务。 目前，各国对电子计算机的进一步发展，对各种新型计算机的研究、探索和设想都在科学界进行着，也受到社会有关方面的广泛关注。例如已在进行研究或已有设想的新型计算机便有磁电子计算机、超导计算机、光子计算机、量子计算机、分子计算机、生物计算机等等。超导计算机主要是利用超导约瑟夫森效应。量子计算机则是利用单个电子或原子核的量子特性。分子计算机则是利用单个分子来完成硅晶体管的作用。光子计算机是利用比电子具有更多优点的光子来完成计算机的功能。生物计算机是利用生物大分子的特殊结构和功能进行计算机的工作，已提出的有NDA（脱氧核糖核酸）计算机和RNA（核糖核酸）计算机。也还提出过利用其他效应或其他功能的计算机的研究和设想。但要真正实现计算机的功能，解决电子计算机进一步发展中的各种问题，则将是异常艰巨的，甚至是难以实现的。当然科学研究就是要克服各种困难，解决未知问题。 在上述的各种新型计算机中，以光子计算机的讨论和探索研究较多，优点较多，光子计算机被认为在光子科学技术中具有重要意义和广阔应用前景。 现在提出和研究的光子计算机同电子计算机相比，究竟有哪些特点和优点呢？ 概括说来，结合到光子计算机，就可知道或预测光子计算机处理和传递信息的速度以光速进行，比电子计算机以电子运动速度会提高很多，估计其运算速度可提高100倍左右，而能量损耗却可降低到1%左右。光子计算机具有巨大的信息存储量，甚至可以达到人脑的信息存储量，这样不仅可以模拟人脑的一些功能，而且其处理信息的速度还可比人脑快几千倍，因而是一种很有前途的人工智能。光子计算机内部各部分可以利用光纤（光学纤维）或直接利用空气传输光子信号，既比电子传输的速度快几百倍，光束又可交叉而无相互干扰，因而显著增加信息传输量。光子计算机内各光子器件之间不需加上连接器件，而由光子直接传递，这样既减少了连接器件，又可减少连接器中信息的传输时间。光子计算机在模拟人大脑的各种功能作用时，不像人脑用电传输信息，而是用光传输信息，因而模拟作用及反应速度都会远高于人脑的作用和反应速度。这种模拟带来的好处是多方面的，甚至有的还是难以想象的。光子计算机全部采用光子器件，也比光子器件与电子器件混合使用好，因为这样就既不再需要光子器件与电子器件之间的相互连接，又不需要光信息与电信息之间的互相转换。从进一步发展看，自光子计算机发展到光子网络，再发展到光子信息“高速公路”，其各个方面也会超过电子网络和电子信息“高速公路”。 综合说来，光子计算机的各方面性能是优越的，但是要全面实现并进入实际应用领域，却是一项十分艰巨的任务。这是需要在光子学和相关科学技术未来发展的基础上实现的。磁光效应和磁光材料将像磁光碟一样，在光子计算机中得到重要应用。 20世纪末，美国贝尔试验室宣布研制成世界上第一台光子计算机。目前，人们认为在十年内，光子计算机会正式投入商业使用。
激光计算机和光子计算机有什么区别?
一、激光计算机。使用光传递信息代替电传递从而达到比普通计算机快1000倍传输速度的激光计算机。电子计算机自诞生后，发展速度是非常快的。由于结构日趋复杂化和高度集成化，于是出现了一系列难以克服的问题。第一个问题是，尽管在电子元器件中传输的是很弱的电流，但随着元器件的高度密集，不仅工作时产生的热量会急剧增加，而且相邻的元件也会彼此干扰。第二个问题是，电子计算机的元器件中，电子的运动速度约为每秒60千米。即便是在砷化镓器件中，电子的运动速度也不会超过每秒500千米。也就是说，电子在导体中最快的运动速度远不及光子流运动速度，这就大大限制了运算速度的提高。第三个问题是，由于计算机的结构和功能日趋复杂化，组成运算电路的电子元件也日益增多。为了在有限的面积上容纳下更多的元件，人们早就将许许多多元件密集起来，做成一个个小方块。这类方块就叫集成块，或叫集成电路。每个集成块是通过身上的插脚，固定在位置上，并与整个电路相连的。超大规模集成块的插脚数目是很多的，而且越来越多，已有千余只插脚（如英特尔公司的X79和X99芯片组，就采用了2011根引脚）。若干年后，也许会出现有数千个插脚的集成块，它们会占据很大的地盘，以致腾不出足够的宅基来安排它们。随着巨型计算机的出现，这些问题会日益严重。而要解决这些问题，只有将综合功能性的计算机装置逐一分解成许多功能单一的装置，然后再用专门的联接装置将它们一个个地连接起来，但这样一来，计算装置就会变得更加复杂化。如果用激光计算机，就不存在这些棘手的问题了。在光脑中，输送信息的是光子，运动速度等于光速度（每秒30万千米），要比电子运动速度快得多。而且，光子携带和传递信息的能力也远远强于电子。美国、日本的不少公司都在不惜巨资研制激光计算机。预计在2025年，将开发出超级光计算机，运算速度至少比现有的电子计算机快1000倍。以激光为基础的计算机能广泛地用来执行一些新任务，例如预测天气、气候等一些复杂而多变的过程。再如，还可以应用在电话的传输上。因为电话信号正在逐步由光导纤维中的激光束来传送，如果用光计算机来处理这些信号，就不必再像现在这样，需要在电话局内将携带声音的光脉冲转变成电脉冲，经电子计算机处理后再转换成光脉冲发送出去。即可以省掉光—电—光的转换过程，直接将携带声音信号的光脉冲加以处理后发送出去，这样，便大大提高了传送效率。由于激光计算机善于进行大量的运算，所以能高效地直接处理视觉形式、声波形式，以及其他任何自然形式的信息。此外，它还是识别和合成语言、图画和手势的理想工具。这样，光计算机就能以最自然的形式进行人机对话和人机交流。二、光子计算机。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。现有的计算机是由电流来传递和处理信息。电场在导线中传播的速度虽然比我们看到的任何运载工具运动的速度都快，但是，从发展高速率计算机来说，采用电流做输运信息载体还不能满足快的要求，提高计算机运算速度也明显表现出能力有限了。而光子计算机以光子作为传递信息的载体，光互连代替导线互连，以光硬件代替电子硬件，以光运算代替电运算，利用激光来传送信号，并由光导纤维与各种光学元件等构成集成光路，从而进行数据运算、传输和存储。在光子计算机中，不同波长、频率、偏振态及相位的光代表不同的数据，这远胜于电子计算机中通过电子“0”、“1”状态变化进行的二进制数字化运算，可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速的并行处理。光子计算机将使运算速度在基础上呈指数上升。三、激光计算机和光子计算机的区别。激光计算机和光子计算机的区别就是它们的计算方式不一样。激光计算机是用激光进行计算的。激光是一种最亮的光，也是一种最纯的光，其特点是方向性强，亮度高，颜色纯。普通光源（如自然光、人造光等）是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播，需要给光源装上一定的聚光装置，如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的凹面镜，让光源放在凹面镜的焦点上，根据光的反射中光路可逆的原理，使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，大约只有0.001弧度，几乎是平行光。激光计算机也是根据这个原理，用激光进行计算的。光子计算机是用光子进行计算的。光量子，简称光子，是传递电磁相互作用的基本粒子，是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。光子静止质量为零。光子以光速运动，并具有速度、能量、动量、质量。当光的质量大于临界质量时，很容易被电子所吸收或散射；当光的质量小于临界质量时，不太容易被电子所吸收，即很容易被电子很快发射掉；而处于临界质量附近的光子较容易被电子吸收，并向不同方向发射，由此而形成靑蓝色的天空。光子计算机是通过光子得出相应的数据，从而得出计算结果的。
