光子技術與光子計算( 二 ) _知識百科

如果使用光，就有可能把這個限度擴大９倍。這是計算機設計師的夢想。這樣，不僅信號的傳輸速度加快，而且數據可分散到更多的連接中，從而達到更快的速度。芯片的表面將排滿激光器，這些激光器把信號發送到另外一個裝有接收器的芯片上。沒有必要通過光纖把芯片連接起來。把芯片對齊后，光子能夠穿過空氣直接到達下一塊芯片。與完全電子化的計算機不同，這些芯片不是貼在電路板上的，而是安裝在一塊壁板上，所以芯片的整個表面都可安裝激光器和探測器。
光子優于電子的另外一個方面是，如果兩束光子的路線相交叉，它們不會相互影響。只是在兩束光子照射到同一個探測器上時，才會有影響。電路板設計要求電路分離，以避免短路，而光束則能夠在計算機里的二維空間或者三維空間中穿行。
通過引進能夠在芯片之間指引光路的裝置，有可能制造出比電子裝置網絡密度大很多倍的網絡。這也是研究人員指望使用光子計算機制造新一代神經網絡的原因。神經網絡模擬大腦中神經元的行為。但是，單純的電子設計無法像大腦細胞那樣形成數量巨大的神經系統聯系。把電線換成可導向的光束之后，科學家就能夠朝著模擬大腦行為的方向邁進一步，但是光信號的傳輸速度要比生物電信號的速度快很多倍。
光子技術不會很快就用在一般的臺式計算機中，但對巨型計算機來說則是另外一回事。很多巨型計算機使用一種稱為并行處理的技術，在這種計算機中，成百甚至成千的芯片聯合處理一項任務。在當前的電子系統中，成問題的是通信速度，而使用一堆激光器就能輕而易舉地解決這個問題。
雖然可合用電子設備和光子設備以解決通信瓶頸，但是信號在兩者之間轉換要花時間。另外，激發電子開關也需要時間。為了達到最大速度，最好是一個電子設備也不使用。隨著光子在系統內飛行，所有的計算都由它們做出。這些計算機所需的是一種光開關，這種開關要和在硅芯片上的電子開關一樣小。這個問題要靠采用另外一種技術———全息圖來解決。
現有的計算機是由電子來傳遞和處理信息。電場在導線中傳播的速度雖然比我們看到的任何運載工具運動的速度都快，但是，從發展高速率計算機來說，采用電子做輸運信息載體還不能滿足快的要求，提高計算機運算速度也明顯表現出能力有限了。而光子計算機以光子作為傳遞信息的載體，光互連代替導線互連，以光硬件代替電子硬件，以光運算代替電運算，利用激光來傳送信號，并由光導纖維與各種光學元件等構成集成光路，從而進行數據運算、傳輸和存儲。在光子計算機中，不同波長、頻率、偏振態及相位的光代表不同的數據，這遠勝于電子計算機中通過電子“0”、“1”狀態變化進行的二進制運算，可以對復雜度高、計算量大的任務實現快速的并行處理。光子計算機將使運算速度在目前基礎上呈指數上升。