未来电脑的发展趋势

现在电脑运算速度越来越快,功能也越来越强大,那么未来电脑会是什么样的呢?

众所周知,摩尔定律是整个电脑产业的重要理论之一,摩尔定律大致的意思就是集成电路上的晶体管数量和集成电路本身的性能每过2年会增加一倍,目前已知的最先进的晶体管工艺为22nm,这已经非常小了,如果再减小下去,很有可能会碰到制造工艺上的障碍,比如电子隧道效应,就算工艺上可行,实际使用中也会遭遇困难,比如发热量过高等问题。所以摩尔定律并不是无限制的,现在很多科学家都在研究其他可以替代现有计算机的方法,比如生物电脑,光子电脑,量子电脑等,这里我讲一下光子电脑和量子电脑。

用光传输有很多优点。比如,光子传播时,是几乎不产生热量的,这使得使用光子传输信息的机器比起用电传输的机器散热量低得多。电脑中的信息传播依赖的就是传播速度,光子的传播速度就是光速,而电子的传播速度远远小于光速,低于600km/s,不到光速的1/500。我们都知道,电与磁的关系是紧密联系的,我们生活周围的电磁干扰源是比较多的,在对抗电磁干扰方面,光比起电强多了。用光传播的芯片在单位面积上的连接线数目比用电传播的芯片也多。这么多的优点,足以使得光子电脑成为替代现有电脑的最佳选择之一。实际上,经过多年的研究,包括光存储,光电路等技术的突破使得发明光子电脑的可能性越来越大。现在的高速网线基本都用光纤传输,光纤和使用光传输的电脑两者传输信息实际上可以无缝对接,这样一来,调制调解器都不需要了。

再说说量子电脑,现有的电脑是采用0和1两种状态来存储信息,而量子电脑可以用多种状态来存储信息,假设电脑的位数为n,则量子电脑的存储能力是传统计算机的2n倍,可以看出,量子电脑的位数越多,存储的数据越多,由于这个原因,量子电脑的运算速度比传统电脑的运算速度提高很多数量级。它可以解决目前传统计算机解决不了的问题。在物理材料选用上,钻石很可能成为制造量子电脑的材料,这里的钻石的概念和我们通常所说的钻石不同,我们通常所说的钻石都是指无杂质的钻石,而这里的钻石是指必须有杂志的钻石。由于是有杂质的钻石,这样的钻石的来源就很广泛了,钻石矿里只有20%成为昂贵的宝石,另外的一些都是有杂质的,全世界这样的钻石储量本来就不少。今年9月份俄罗斯某地发现的一个超大型钻石矿,钻石储量是世界现有储量总和的10倍,而且这些钻石大多数都是工业钻石,这样一来,钻石的来源就更广泛了,所以根本无需担心制造电脑所用材料的来源。

我现在想说的是,量子电脑和光子电脑这两者能否融合为一体,就是使用光传输的量子电脑,因为光子电脑和量子电脑都是使用激光来实现信息的传递的,而且这两者的定义没有互相矛盾的地方。如果这种想法实现,那么这将是很长一段时间内世界上技术最先进运算速度最快的计算工具,对人类生活的影响将是革命性的,堪比三次工业革命。

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