未来有可能引起计算机技术革命有哪几种呢?

未来有可能引起计算机技术革命的技术有4种:纳米技术、光技术、生物技术和量子技术,未来有前景的计算机有光计算机、生物计算机、分子计算机和量子计算机。

光计算机的基本原理是将硅片内的电子脉冲转换为极细的闪烁光束,接通和断开表示“1”和“0”,将数据流通过反射镜和棱镜网络投射到需要数据的地方。在接收端,透镜将每根光束聚焦到微型光电池上,由光电池转换成一系列的电子脉冲。光计算机有三大优势:第一,光子的传播速度要远超电子在导线中的传播速度,电子计算机的传播速度最高为每秒109个字节,采用硅光混合技术之后的传播速度可达每秒万亿字节;第二,光子不像带电的电子那样相互作用而产生干扰,因此经过同样窄小的空间通道可以传送更多数据;第三,光无需物理连接,如果将透镜和激光器做到芯片的背面,那么未来的计算机就可以通过空气传播信号。

生物计算机技术实现起来比光计算机更为困难,但潜力也更大。生物系统的信息处理过程是基于生物分子的计算和通信过程,因此生物计算又常称为生物分子计算,其主要特点是大规模并行处理及分布式存储。沃丁顿(C.Waddington)在20世纪80年代就提出了自组织的分子器件模型,通过大量生物分子的识别与自组织可以解决宏观的模式识别与判定问题。近年来受人关注的DNA计算就是基于这一思路。除DNA外,生物计算还有另一个发展方向,即在半导体芯片上加入生物分子芯片,将硅基与碳基结合起来的混合技术。例如,人们已经生产出硅片上长出排列特殊的神经元的芯片。

思维商人的复合形象

分子计算机的基础是分子级电子元件研究领域的成果。科学家已经在一系列出色的示范试验中证实:单个的分子能传导和转换电流,并存储信息。分子计算机要求能制造出单个的分子,其功能与三极管、二极管及今天的微电路的其他重要部件完全相同或相似,并且能够把上百万个甚至上亿个各式各样的分子器件按照电路图的要求牢固地连接在某种基体的表面。

量子计算机目前处于理论与现实之间,多数专家认为量子计算机会在今后的几十年间出现。量子计算机基于量子力学原理,采用深层次计算模式,这一模式只由物质世界中一个原子的行为决定,而不是像传统的二进制计算机那样将信息分为0和1,量子计算机最小的信息单元是一个量子比特(Quantum Bit),量子比特不只是开关两种状态,而是以多种状态出现,这种数据结构对使用并行结构计算机来处理信息是非常有利的。量子计算机的信息传输几乎不需要时间,信息处理所需的能量可以接近于零。近年来,基于量子力学效应的固态纳米电子器件的研究已经取得了很大的进展。