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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。