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96 光子计算机

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  光子计算是一光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处的型计算。激光器、光学射镜、透镜、滤波器光学元和设备构成,靠激光束进入射镜和透镜组成的阵列进行信息处,以光子替电子,光运算替电运算。光的行、高速,地决了光子计算的行处能力强,具有超高运算速。光子计算还具有与人脑似的容错,统中某一元损坏出错时,不影响终的计算结。光子在光介质中传输造成的信息畸变和失真极小,光传输、转换时能消耗和散发热极低,对环境条的要比电子计算低。
  光
  现有的计算是电子来传递和处信息。电场在导线中传播的速虽比我们到的任何运载工具运动的速快,是,从发高速率计算来说,采用电子做输运信息载还不能满足快的要,高计算运算速也显现出能力有限了。而光子计算以光子作为传递信息的载,光互连替导线互连,以光硬替电子硬,以光运算替电运算,用激光来传送信号,光导纤维与光学元构成集成光路,从而进行数据运算、传输和存储。在光子计算中,不同波长、频率、偏振态的光不同的数据,这远胜于电子计算中过电子“0”、“1”状态变进行的二进运算,可以对复杂高、计算大的任务实现快速的行处。光子计算将运算速在目基础上呈指数上升。
  光子不带电荷
  们间不存在电磁场互作用在自空间中几束光行传播、互交叉传播,彼间不发生干扰,千万条光束可以同时穿越一光学元而不会互影响。一20×20c㎡的光学统,能够供5×10^5条行传输信息;一质的透镜能够供10^8条信息。如用光波导传输,光波导也可以互穿越,要们的交叉角大于10°左右就不会有显的交叉耦。上述的质又称光信号传输的行。
  光子没有静止质
  既可以在真空中传播,也可以在介质中传播,传播速比电子在导线中的传播速快(约1000倍),也就是说,光子携带信息传递的速比电子快计算内的芯片间用光子互连不受电磁干扰影响,互连的密可以高。在自空间进行互连,每方毫米面积上的连接线数目可以达到5万条,如用光波导方互连,可以有万条。以,用光子做信息处载,会造出运算速极高的计算,论上可以达到每秒1000亿,信息存储达到10^18。这计算称为光子计算。
  超高速的运算速
  光子计算行处能力强,而具有更高的运算速。电子的传播速是593km/s,而光子的传播速却达3×10?5km/s,对于电子计算来说,电子是信息的载,能过一互绝缘的导线来传导,即在佳的况下,电子在固中的运行速也远远不如光速,尽目的电子计算运算速不断高,的能力极限还是有限的;,随着装配密的不断高,会导间的电磁作用不断增强,散发的热也在逐渐增,从而约了电子计算的运行速;而光子计算的运行速要比电子计算快,对用环境条的要也比电子计算低。
  超大规模的信息存储容
  与电子计算比,光子计算具有超大规模的信息存储容。光子计算具有极为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在交的况下,们间也不会产生丝毫的互影响。光子计算无导线传递信息的行,密实际上是无限的,一枚分硬币大小的枚镜,的信息过能力竟是全世界现有电话电缆的许倍。
  能消耗小,散发热低
  是一节能型产。光子计算的驱动,需要同类规格的电子计算驱动能的一小分,这不仅降低了电能消耗,大大减少了器散发的热,而且为光子计算的微型和便携研,供了便的条。科学们试验将传统的电子转换器和光子结来,造一“杂交”的计算,这计算既能更快地处信息,又能克服巨型电子计算运行时内过热的难。。
  光子计算的组成
  光子计算光学射镜、透镜、滤波器光学元和设备组成。有模拟与数字两类光子计算。模拟光子计算的点是接用光学图像的二维,而结构比较简单。这光子计算现在已用于卫星图片处和模识别工作。美国以出的星球大战计划,就打算发这计算来识别高速飞行的导弹图像。数字光子计算的结构方案有许,中认为开发价值比较大的有两,一是采用电子计算中已经成熟的结构,是用光学逻辑元取电子逻辑元,用光子互连替导线互连。另一是全的,以行处(光学神经网络)为基础的结构在世纪80年成了光学信息处年数字光处也获成功,激光器、透镜和棱镜组成。虽光子计算已经成功,在目来说,光子计算在功能以运算速方面,还赶不上电子计算,我们用的主要还是电子计算,今也发电子计算。是,从发的潜力大小来说,显光子计算比电子计算大,别是在对图像处、目标识别和人工智能方面,光子计算将来发挥的作用远比电子计算大。
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