什么是光学计算(Optical Computing)？

光学计算是一种处于研究和理论阶段的计算技术。其想法是制造一台完全依靠光（光子）而不是电（电子）来进行计算的计算机。光学计算机的吸引力是有限的，因为在短距离内，它们比电子计算机需要更多的功率来完成同样的工作计算。不...

光学计算是一种处于研究和理论阶段的计算技术。其想法是制造一台完全依靠光（光子）而不是电（电子）来进行计算的计算机。光学计算机的吸引力是有限的，因为在短距离内，它们比电子计算机需要更多的功率来完成同样的工作计算。不过，光计算的早期阶段，光计算技术的发展还很有限，光计算技术的发展还很有限计算机主要使用激光来发送信号。不幸的是，激光不能以任何有意义的方式直接相互作用，所以进行计算需要某种物质形式的媒介。制造“光学晶体管”的尝试往往是围绕着材料旋转，这些材料会根据入射光的强度。将这些元件组合成一个巨大的网络，就可以制造出一台光学计算机。到目前为止，光学技术已经被热情地应用于远距离数据传输，比如在光纤中。然而，在短距离内——这是光计算的主要缺点之一--光所经历的能量损失比用电子在同样的距离上发送同样的信号需要更大的能量。在长距离上，光是胜出的，但计算机的一个要点是它们应该很小，以计算标准来看，光照更好的距离（10英尺/3米或更多）是相当大的，不过，可以想象，在大型超级计算机中，光通道可以比电子设备更有效地发送数据理论上讲，光计算可以比现在的计算机快数万倍，因为光的传播速度比电流快得多。然而，在实践中，需要使用大光束来避免信号丢失，已经排除了这种可能性。然而，最近，哈佛大学的研究人员找到了一种只使用单个光子翻转寄存器的方法，这是一个里程碑，它可以打开通往高效光学计算的道路。研究人员利用了等离子体，一种介质中微小的表面扰动，可以通过光子轰击来产生。光学计算和量子计算一样，是一种不确定的技术--这是目前正在开发的几十种方法中的一种，它预计将在传统电子计算中遇到物理极限，但它能否在长期内产生成果仍有待观察。除非你亲自研究这项技术，否则我们现在所能做的就是等待和观察

发表于 2020-09-06 21:59
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分类：科学教育

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