量子、光子计算机与传统电子计算机的区别 孤单光量子

最近量子计算机炒得很热。昨天我看了人民日报上的一篇文章:“量子计算机:决胜21世纪的利器”。我记得以前与倪波教授有一次对话(收录进我的第一本书《21世纪图书馆展望》),谈到光子计算机的问题,他说70年代他就预测过今后会有光子计算机。对话 的时候我们围绕的是未来与教育的主题,所以当时就很佩服他对未来大胆的预测和畅想。

光子与量子计算机有相似之处,我找来一些资料与各位共享。

光子计算机和量子计算机都处在研发阶段。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。它由激光器、光学反射镜、透镜、滤波器等光学元件和设备构成,靠激光束进入反射镜和透镜组成的阵列进行信息处理,以光子代替电子,光运算代替电运算。量子计算机是根据原子或原子核所具有的量子学特性来工作,运用量子信息学,基于量子效应构建的一个完全以量子位(量子比特)为基础的计算机。它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态,利用激光脉冲来改变分子的状态,使信息沿着聚合物移动,从而进行运算。

光子计算机与量子计算机运算速度都比传统的电子计算机要快,关键在于运算模式不同。传统电子计算机用的是串行计算模式,比如电子计算机无论其存储器有多少位只能存储一个数据,因此,对其实施一次操作只能变换一个数据,为运算某个函数,必须连续实施许多次操作。光有并行前进和高速传输的特点,这就决定了光子计算机具有很强的并行处理能力和超高运算速度。量子计算机的特点也是并行计算能力强,比如量子存储器有“0”或“1”两种可能的状态,该存储器一般会处在“0”和“1”两个态的叠加态,因此一位量子存储器可同时存储“0”和“1”两个数据,而传统计算机处理器只能存储其中一个数据。如果有两位存储器的话,量子存储器可同时存储“00”、“01”、 “10”、 “11”4个数据,而传统存储器依然只能存储其中一个数据。

量子计算机强调的是它的数据处理方式即通过量子力学规律处理量子信息的,而光子计算机强调的是它的信息传输方式即通过光子进行传输。它们之间有相互包含的可能,所以无法比较两者性能,但它们都比现在的电子计算机先进很多。

量子、光子计算机与传统电子计算机的区别 孤单光量子

  

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