简史 背景 电子计算机自诞生后,发展速度是非常快的。由于结构日趋复杂化和高度集成化,于是出现了一系列难以克服的问题。 第一个问题是,尽管在电子元器件中传输的是很弱的电流,但随着元器件的高度密集,工作时不仅产生的热量会急剧增加,而且相邻的元件也会彼此干扰。 第二个问题是,电子计算机的元器件中,电信号的传输速度(而不是电子的运动速度)约为每秒60千米。即便是在砷化镓器件中,电信号的传输速度也不会超过每秒500千米。也就是说,电信号在导体中最快的传输速度远不及光子流运动速度,这就大大限制了运算速度的提高。 第三个问题是,由于计算机的结构和功能日趋复杂化,组成运算电路的电子元件也日益增多。为了在有限的面积上容纳下更多的元件,人们早就将许许多多元件密集起来,做成一个个小方块。这类方块就叫集成块,或叫集成电路。每个集成块是通过身上的插脚,固定在位置上,并与整个电路相连的。超大规模章采集成块的插脚数目是很多的,而且越来越多,已有千余只插脚(如英特尔公司的X79和X99芯片组,就采连嘱颂用了2011根引脚)。若干年后,也许会出现有数千个插脚的集成块,它们会占据很大的地盘,以致腾不出足够的宅基来安排它们。 随着巨型计算机的出现,这些问题会日益严重。而要解决这些问题,只有将综合功能性的计算机装置逐一分解成许多功能单一的装置,然后再用专门的联接装置将它们一个个地连接起来,但这样一来,计算装置就会变得更加复杂化。 发展 电子计算机,是于上世纪40年代出生的。此后不久,科学家们便开始研制光计算机。电子计算机是以电子输送信息,而光计算机是以光子输送信息。 计算机问世后,科学家们自然而然地想到使用光元素器件来制造光计算机。可是,设计和进展缓慢,一直没有结果。于是,当时世界上的光学权威,美国斯坦福大学的卓泽夫.古德曼教授认为,以最乐观的估计,光计算机的诞生也要迟至21世纪。 1986年,美国有名的贝尔实验室发明了用砷化镓制成的光学开关。当然,这种开关不是我们日常使用的机械式扳动开关或揿钮式开关,这种开关实质上是用光脉冲来控制仪器工作或休息的装置。 1990年1月底,贝尔实验室向大乃灶海纸家展示了一台用光脉冲来计算的实验装置。尽管这台装置跟普通电子计算机中的简单程序处理器一样,但它的问世毕竟说明光计算机的研究,已向前迈进了一大步。 优势 如果用激光计算机,就不存在这些棘手的问题了。在光脑中,输送信息