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光速計算是什麼計算機

心理2.53W
光速計算是什麼計算機

光計算機就是靠鐳射束進入由反射鏡和透鏡組成的陣列中,對資訊進行處理。也就是說,光計算機,就是利用光作為載體進行資訊處理的計算機。

由於光計算機有很多優點,因此許多國家正斥資進行這方面的研究。

首先,光計算機運算速度快。從理論上講,電子(電荷)計算機中的電子運動速度,理想情況下是光速。但是,電子計算機中的半導體積體電路在執行開關操作時,電子要受到雜質原子的阻擋,而且電子穿越電晶體時要克服一種叫“勢壘”的阻擋,它的運動速度就會受到影響。電荷在矽元件內的運動速度是60千米/秒,在砷化鎵材料內的運動速度也只有500千米/秒,電子在固體內的運動速度最高也只是光速的10%,光速是3000000千米/秒。目前計算機所用電晶體改變開關狀態的時間一般需要0.4×10-9秒,而光開關裝置則為10-12秒,也就是光開關每秒可進行10000億次邏輯動作,真可謂是神速。

其次,實現並行處理資訊非常容易。光計算機中利用反射鏡、稜鏡、分光鏡等,可使光柱按任意方向傳送。光資訊在發生交叉時也不會受到干擾。光在空間可以實現並行傳遞,可以實現幾十萬條光同時傳遞。一塊直徑有5分硬幣大小的稜鏡,通過資訊的能力是現在全世界電話電纜線的許多倍。

還有,光計算機不發熱,噪聲小。電子計算機中電子流動,會產生熱量,而且當工作頻率超過100赫以上時會形成駐波,再加反射訊號的影響,形成電磁干擾。光子不會碰撞,不會產生熱量,因此噪音干擾也就很小。

目前正在研究開發的光計算機,有的是時序數字運算方式(電子計算機中相應元件改用光學元件,其他不變),有的是並聯模擬運算方式(利用光器件進行影象的相關運算,精度很低),有的是並聯數字運算方式(實現“與”、“或”、“非”邏輯運算及數值運算)。

1986年,美國貝爾電話電信公司的密勒發明砷化鎵光開關。1990年該公司向世界宣佈製成第一臺光資訊處理器的試驗模型。90年代中期,英國、法國、比利時、德國、義大利等國家的70多名科學家研製成功世界上第一臺光計算機,運算速度比電子計算機快1000倍。

光計算機的許多關鍵技術,如光儲存技術、光互連技術、光電子積體電路等,都已獲得了突破。但是,光計算機的技術還處在中級階段,不夠成熟,另外它的造價要比電子計算機昂貴,而電子計算機應用和發展還正在旺盛時期,因此,科學家們預計,光計算機進入實用階段還需一段時間。

光速計算就是一秒鐘有光的速度運算/執行的公式/程式。是在以光速的速度在一秒鐘可以完成的事。所以光速計算是光速計算機。

中國超光速計算機叫“天河一號”,由國防科學技術大學研製,部署在國家超級計算天津中心,其實測運算速度可以達到每秒2570萬億次。