什么是光学计算？(optical computing?)

光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，因为在短距离的情况下，它们比电子计算机需要更多的功率来完成同样的计算。尽管如此，光计算可能允许建造在物理上不可能使用电子的计算机。光学计算仍处于发展的早期阶段 -- 目前只有一些非常有限的原型在实验室中被建造。...

Light travels rapidly and could introduce a new way of computing.

光学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，因此执行计算需要以某种形式的物质作为中介。制造 "光学晶体管 "的尝试往往围绕着能够根据入射光线的强度选择性地重新发射光的材料。将这些部件组合成一个巨大的网络，就可以建造一台光学计算机。

到目前为止，光学已经被热烈地用于长距离的数据传输，如光纤。然而，在短距离内--这也是光学计算的主要缺点之一--光所经历的能量损失比用电子在相同距离内发送相同的信号需要更多的功率。在长距离上，光胜出，但计算机的部分意义在于它们应该是小的，而在计算的标准中，光更好的距离（10英尺/3米或更远）是相当大的。不过，可以想象的是，光学通道可以用于大型超级计算机，以比电子器件更有效地发送数据。

在理论上，光计算可以产生比今天的计算机快几万倍的计算机，因为光的传播速度比电流快得多。然而，在实践中，由于需要使用大光束以避免信号损失，因此排除了这种可能性。然而，最近，哈佛大学的研究人员发现了一种只用一个光子就能翻转寄存器的方法，这是一个里程碑，它可以为高效的光学计算开辟道路。研究人员利用了质子的优势，质子是介质中微小的表面干扰，可以通过用光子轰击它来产生。

光计算，就像量子计算一样，是那些天马行空的技术之一--它是为了应对传统电子计算的物理极限而正在开发的几十种方法之一，但从长远来看，它是否会产生结果，还有待观察。除非你自己正在研究该技术，否则我们现在能做的就是等待和观察。

发表于 2022-02-09 16:17
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分类：科学

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