（l）光计算机

大家知道，现有电脑在识别事物和推理的能力等方面比人脑还差得很远，其中一个重要因素就是电脑的工作速度太低。微电子学的精微测量表明， 电子计算机运转时的大部分时间并非花在计算上，而是消耗在电子从一个器件到另一个器件的运动中。因此，目前电子计算机的运算速度和容量的提高都是从缩短主机各部件之间的距离、减少电子运行所消耗的时间着手，但这种方法已经接近极限。

20 世纪 60 年代初期激光技术发明之后，科学家们开始设想利用激光技术来发展一代全新的计算机，即光计算机。

由于计算机的功率取决于其组成部件的运行速度和排列密度，而光似乎在这两方面都很理想。光子是字宙中速度最快的东西，它们不需要在导线中传播，并且在不满足干涉条件的情况下互不干扰：光束可以相互穿越而不产生影响。这意味着能够在极小的空间开辟很多的信息通道。同时具有真正的巨并行性。也就是说，较之现有的电子计算机，“无导线计算机”内传递信息的平行通道其密度实际上是无限的。一块直径与 5 分硬币相仿的棱镜，它的通过能力超过世界上全部现有电话电缆的许多倍。

从理论上讲，光学计算机的运算速度可高达一万亿次，存储容量可达一百亿次（1018）二进制信息位，这要比目前计算机的速度快上千倍，存储容量大百万倍。

光计算机的工作原理与电子计算机的基本相同，其本质区别在于光学器件替代了电子器件，与电子计算机使用的集成电路相似，光计算机的基本组成部件是集成光路。它靠一小束低功率激光进入由反射镜和透镜组成的阵列中来进行“思维”。通过产生一系列逻辑操作来解决问题。

光计算机克服了电子计算机串行的“瓶颈”效应及互连带宽、时钟歪斜等限制、是实现超高速数据处理的重要途径，并能用全息的或图像的方式存储信息，从而大大增加了容量。

1990 年初，美国电话电报公司贝尔实验室研制出一台由激光器、透镜、反射镜等组成的样机。不过这台样机的运算能力甚至无法同最初用电子管装成的计算机相比。也就是说，样机仅仅是以后高效能光计算机的雏型，真正光脑的诞生，还有许许多多难题要解决。目前，科学家们正致力于光开关器和光逻辑元件的实际制造，并探索其组装方式。但不管怎样，由贝尔实验室

的成功预示着人们幻想已久的用光束进行计算的美梦，最终将成为现实。而这必然导致信息技术中一场真正的革命。