光子計(jì)算機(jī)屬于未來計(jì)算機(jī)，但未來計(jì)算機(jī)不止一種。光子計(jì)算機(jī)與電子計(jì)算機(jī)相比有什么優(yōu)勢？光子計(jì)算機(jī)被稱為未來計(jì)算機(jī)嗎？量子計(jì)算機(jī)和光子計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)哪個(gè)更強(qiáng)？量子計(jì)算機(jī)是利用量子力學(xué)定律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算，存儲(chǔ)和處理量子信息的物理設(shè)備，光子計(jì)算機(jī)利用光子作為載體傳遞信息。

隨著對(duì)能效和帶寬需求的不斷增加，光子正在成為計(jì)算機(jī)和電信信息處理的主要工具。光子一直是通過光纖進(jìn)行洲際通信的黃金標(biāo)準(zhǔn)，它正在取代電子，成為整個(gè)光網(wǎng)絡(luò)中的主要信息載體，并進(jìn)入計(jì)算機(jī)本身的核心。然而，要完成這一轉(zhuǎn)變，仍有大量的工程障礙。支持光的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)硅電路比現(xiàn)代電子晶體管大不止一個(gè)數(shù)量級(jí)。一種解決方案是使用金屬波導(dǎo)來“壓縮”光。然而，這不僅需要新的制造基礎(chǔ)設(shè)施，而且光與芯片上金屬的相互作用方式也意味著光子信息很容易丟失。

來自納米技術(shù)研究所和悉尼大學(xué)物理學(xué)院的主要作者Alessandro Tuniz博士說:我們?cè)谛袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)的硅光子系統(tǒng)和金屬波導(dǎo)之間建立了一座橋梁，可以在保持效率的同時(shí)減少100倍。這種混合方法允許在納米尺度上操縱光，單位是十億分之一米?？茖W(xué)家證明，在攜帶信息的光的波長小100倍的情況下，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)操縱。

光子計(jì)算機(jī)是一種用光子代替電子進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存儲(chǔ)的新型計(jì)算機(jī)。在這種計(jì)算機(jī)中，不同的數(shù)據(jù)由不同波長的光來表示。這種方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于電子計(jì)算機(jī)利用電子“0”和“1”的狀態(tài)變化，通過二進(jìn)制運(yùn)算來處理信息。因此，光子計(jì)算機(jī)在有一個(gè)復(fù)雜度高、計(jì)算量大的任務(wù)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)快速并行處理，其效率大大超過了電子計(jì)算機(jī)。據(jù)科學(xué)家估計(jì)，光子計(jì)算機(jī)會(huì)成倍提高運(yùn)算速度。

有了光晶體管，一個(gè)光波可以控制另一個(gè)光波，從而達(dá)到控制光子運(yùn)動(dòng)的最終目的。理論上，科學(xué)家可以設(shè)計(jì)出這樣的裝置，但它需要的溫度和其他條件過于苛刻，無法進(jìn)入實(shí)用階段。近日，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室宣布研制出世界上第一臺(tái)光學(xué)計(jì)算機(jī)，運(yùn)算速度高達(dá)每秒10億次。這臺(tái)計(jì)算機(jī)雖然與理論上的光學(xué)計(jì)算機(jī)相差甚遠(yuǎn)，但已經(jīng)顯示出強(qiáng)大的生命力。

光子計(jì)算機(jī)由光學(xué)鏡、透鏡、濾光片等光學(xué)元件和設(shè)備組成。有模擬型和數(shù)字型光子計(jì)算機(jī)。模擬型光子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是直接利用光學(xué)圖像的二維性質(zhì)，所以結(jié)構(gòu)比較簡單。此光子計(jì)算機(jī)已用于衛(wèi)星圖像處理和模式識(shí)別。美國之前提出的星球大戰(zhàn)計(jì)劃，就是為了研發(fā)這種識(shí)別高速導(dǎo)彈圖像的計(jì)算機(jī)。digital 光子計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)方案很多，其中有兩個(gè)被認(rèn)為很有開發(fā)價(jià)值。一種是采用電子計(jì)算機(jī)中成熟的結(jié)構(gòu)，只是用光邏輯元件代替電子邏輯元件，用光子互連代替有線互連。

雖然光子計(jì)算機(jī)已經(jīng)成功，但目前來看光子計(jì)算機(jī)在功能和運(yùn)算速度上還趕不上電子計(jì)算機(jī)。我們主要使用電子計(jì)算機(jī)，將來會(huì)開發(fā)電子計(jì)算機(jī)。但從發(fā)展?jié)摿砜矗苊黠@光子計(jì)算機(jī)比電子計(jì)算機(jī)大得多，尤其是在圖像處理、目標(biāo)識(shí)別和人工智能方面，未來光子計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)揮大得多的作用。