(这条文章已经被阅读了 56 次) 时间：2002-01-05 18:38:56 来源：叶林 (叶林) 原创-IT
“谢老师，马明明说得对吗？”黄莉莉想求证。
“差不多。”谢老师说，“但马明明同学只讲了一半光脑的好处，其实光脑除了传输速度快和存储量更大的特点外，最有趣的是光脑有与人脑相似的容错性。人脑的最大优点是不会因为部分大脑细胞坏了而不工作，实际上我们的大脑每天都有许多细胞死去；有趣的是光脑系统中某个元件损坏了或出错了，不会影响计算的最终结果。而电脑则不行，如有一个零件坏了或程序中出现一个小错误就不能正常运行。”
“那光脑是怎么工作的呢？它与电脑到底有哪些不同？”杨亮索性打破沙锅问（纹）到底。大家都把目光集中到了谢老师的身上。
谢老师看着同学们说：“我先说说光脑与电脑到底有什么不同。第一，电脑的载体是电子，它只能通过一些相互绝缘的导线来传导；而光脑的载体－－光子却不需要导线，即使在光线相交的情况下，它们之间也丝毫不会相互影响。第二，和电子相比，光子的速度永远等于光速，还具备电子所不具备的频率和偏振等，从而使它的’载息能力’大大提高。第三，超高速电脑只能在低温状态下工作，而光脑在室温下即可开展工作，信息存储也比一般电脑大得多。第四，和电脑相比，光脑的“无导线计算机”传递信息的平行通道其密度实际上是无限的。一枚直径5分硬币大小的棱镜，对光的通过能力超过全世界现有电话电缆的许多倍。”
电脑是依靠电荷在线路中的流动来处理各种输入信息的，而光脑则是依靠激光束进入由反射镜和透镜组成的阵列中对信息进行处理。它主要由分束器(beam splitters)、相移器(phase shifters)、单一光子源(single photon sources)和光感测器(photo-detectors)等元件构成输入系统，再将光感测器得到的量测结果反馈到处理系統－－光芯，处理完成后再传输到输出系统去，整个操作都在光学元件的控制之下。与目前电脑相比，它的架构简单而有效率。光脑与电脑的相似之处是，光脑也是靠产生一系列的逻辑运算操作来处理各种输入信息和解决各种复杂计算问题的。可以预计，光脑的整个体积可以做得很小很小，从而真正实现人类拥有穿戴式电脑、戒指式电脑等梦想。”
“哇噻，好酷哦，那我们什么时候才能用上光脑呢？”Caol和莎莎叫了起来。
马明明抢着说：“我表哥告诉我，实际上，早在50年代，科学家们就开始了制造光子电脑的尝试，直到80年代中后期，才可以说有了决定意义的突破。90年代中期以来，光子电脑的研究成果不断涌现，其中最显著的是欧共体和法国、德国、英国以及意大利等国合作研究与开发成功的世界上第一台光子电脑，其运算速度要比目前速度最快的超级电脑还快1千多倍，并且准确无误。
听说现在美国的许多大学和研究中心以及日本的许多科学家都在研究光脑。作为一种过渡产品，还有一些科学家在试验将传统的电子转换器和光子结合起来，制造一种“杂交”光电脑。这种仪器能更快地处理信息，而又可克服目前巨型机的一大痼疾——内部过热。而一台光脑只需要一台电脑所需能量的一小部分就能驱动，从而大大减少机器产生的热量。”
“对，马明明同学说得很正确。目前，光子电脑还处在实验阶段，科研工作面临的迫切任务是最大幅度地提高光脑的运算能力。在今后的研制过程中，专家们所面临的困难有几个方面：随着无导线计算机能力的提高，要求有更强的光源；此外，光脑装置迟早得从试验模型转为工业产品，并且必须保障其在市场消费中能同普通电脑有力地竞争。美国的光导元件系统公司，目前正和美国国家航空航天局太空飞行中心合作，开发使光子从A点到达B点的新方法，从而制造出一种使用光子来传输数据的集成电路块。这是以光子代替电子、光互连代替导线互连的全光数字电脑。同时，以光硬件代替了电子硬件、光运算代替了电运算，其运算速度可比普通电脑快整千倍，真让普通电脑望尘莫及。”谢老师说。
女生和男生最大的区别就在于，女生更细心，最容易联系到实现生活，黄莉莉似懂非懂地问道：“谢老师，光脑对我们学习和生活到底有哪些影响呢？”
“哈，影响可大了。”马明明又抢话头。“黄莉莉，光脑和光电子技术应用可不得了，不仅我们以后打电话、玩电脑、看电视要变成是打光话、玩光脑、看光视，而且我们上网的速度也比现在快上百倍。传送可视电话还不是小菜一碟，坐在家里上哈佛以及我们说话和交流学习就象在一个教室一样。爸爸妈妈也可以坐在家里上班，利于虚拟现实技术，我们都可以在家里逛商场购物、旅游，…..这些，都是因为受到现在的电脑速度限制而不能实现。”
“可以在网上和偶像面对面吗？”莎莎脑子反应倒挺快。
“先和课本面对面吧！上课！”叮铃铃……随着铃声响起，谢老师已站在讲台上了，大家这才如梦初醒，纷纷奔向自己的座位。
光脑成长记
1944年，诺贝尔物理奖得主，I. I. Rabi，发表论文告诉我们如何将讯息写入光子系统。
对光子计算机的研究始于20世纪50年代末。
1981年， P. Benioff 宣布： 量子计算机是可行的。
1993 年 S. Lloyd 发表光子计算机的系统实验性理论文章。
1995年，加州理工学院（CIT）的实验室完成光子讯号传送实验，信号在经过同轴电缆传输后，从另一端送出的是一束完完全全相同的光子！ 科学家称之为“1995传送术”。
1998年，欧共体和法国、德国、英国以及意大利等国合作研究与开发成功的世界上第一台光电结合的计算机问世，其运算速度要比目前速度最快的超级计算机快1000多倍。
2001年4月，美国推出了世界上第一台实验性光学计算机（砷化镓光学开关），其最大特点是用光处理信息，而不是用电。因此处理资料的功能要比电子计算机大1000多倍，处理信息的速度为每秒10亿次。
目前，光子计算机的许多关键技术，如光存储技术、光互联技术、光电子集成电路等都已获得突破，成熟的光子计算机将在２１世纪服务于全人类。