未来的计算机
分子型计算机:
体积小、耗电少、运算快、存储量大。
运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息,并以更有效的方式进行组织排列。
运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。
转换开关为酶,而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。
生物分子组成的计算机具备能在生化环境下,甚至在生物有机体中运行,并能以其它分子形式与外部环境交换。
它将在医疗诊治、遗传追踪和仿生工程中发挥无法替代的作用。
分子计算机完成一项运算,所需的时间仅为10微微秒,比人的思维速度快100万倍。
具有惊人的存贮容量,1立方米的DNA溶液可存储1万亿亿的二进制数据。
消耗的能量非常小,只有电子计算机的十亿分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白质分子,
既有自我修复的功能,又可直接与分子活体相联。
量子型计算机:
利用原子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的计算机。
非相互作用下,原子在任一时刻都处于两种状态,称之为量子超态。
原子会旋转,即同时沿上、下两个方向自旋,这正好与电子计算机0与1完全吻合。
把一群原子聚在一起,它们不会像电子计算机那样进行的线性运算,而是同时进行所有可能的运算,
例如量子计算机处理数据时不是分步进行而是同时完成。只要40个原子一起计算,就相当于今天一台超级计算机的性能。
以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存,其运算速度可能比奔腾4芯片快10亿倍,
就像一枚信息火箭,在一瞬间搜寻整个互联网,可以轻易破解任何安全密码,黑客任务轻而易举,
难怪美国中央情报局对它特别感兴趣。
光子计算机:
1990年初,美国贝尔实验室制成世界上第一台光子计算机。
是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。
基本组成部件是集成光路,要有激光器、透镜和核镜。由于光子比电子速度快,
运行速度可高达一万亿次。它的存贮量是现代计算机的几万倍,还可以对语言、图形和手势进行识别与合成。
许多国家都投入巨资进行光子计算机的研究。随着现代光学与计算机技术、微电子技术相结合,
在不久的将来,光子计算机将成为人类普遍的工具。
纳米计算机:
纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围,质地坚固,有着极强的导电性,能代替硅芯片制造计算机。
“纳米”是一个计量单位, 一个纳米等于10的(-9)次方米,大约是氢原子直径的10倍。
纳米技术是从20世纪80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域,
最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子,制造出具有特定功能的产品。
纳米技术正从微电子机械系统起步,把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。
应用纳米技术研制的计算机内存芯片,其体积只有数百个原子大小,相当于人的头发丝直径的千分之一。
纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源,而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。
生物计算机:
20世纪80年代以来,生物工程学家对人脑、神经元和感受器的研究倾注了很大精力,
以期研制出可以模拟人脑思维、低耗、高效的第六代计算机——生物计算机。
用蛋白质制造的电脑芯片,存储量可以达到普通电脑的10亿倍。
生物电脑元件的密度比大脑神经元的密度高100万倍,传递信息的速度比人脑思维的速度快100万倍。
其特点是可以实现分布式联想记忆.并能在一定程度上模拟人和动物的学习功能。
它是一种有知识、会学习、能推理的计算机。
具有能理解自然语言、声音、文字和图像的能力,并且具有说话的能力,人机能够用自然语言直接对话。
它可以利用已有的和不断学习到的知识,进行思维、联想、推理,并得出结论,
能解决复杂问题,具有汇集、记忆、检索有关知识的能力。