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《新科学家》:十大最不可思议计算机

【IT168 业界资讯】

    据英国《新科学家》杂志报道,现今的计算机技术发展日新月异,但科学家们还是试图拓宽新型计算机的开发领域,近年来研制出光子计算机、量子计算机、DNA计算机等十大不可思议的奇特计算机。


光子计算机

1、光子计算机

    通过光编码数据并不奇怪,目前全球通讯系统是基于光纤技术。但是使用光信号实际处理数据资料,并进行计算处理却并没有实际应用。

    光子计算机是一个值得努力实现的目标,其原因是使用光可增加计算机的处理速度以及可处理的数 据质量,但是获得、存储和处理光是非常困难的。像美国伊利诺斯州立大学的保罗?布劳恩等研究人员目前正积极进行该研究。他在光子晶体外建立了3D光学波导,这可能会获得光,使光在锐角转角减缓速度并发生弯曲,而不必担心光的逃逸。

    其间,美国哈佛大学的米克海尔?卢金研制了一种光学型晶体管,能够成为现今计算机的能量源。卢金和同事们已建立了使用单一光子从光信号中分离出来的通道,该通道可以转换另一种光信号开启或关闭。


量子计算机

2、量子计算机

    如果你想破坏传统计算机计算处理规则,量子计算机将实现这一点。量子计算机不使用1或0的电子比特信息,而采用量子机械效应而建立量子比特。

    量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。

    计算显示,量子计算机有能力执行许多平行计算。当量子计算机中量子比特数目增加时,数据将以指数级增长。这将实现现今计算机难以实现的计算处理,比如:快速因式分解较大质数裂化密钥。

    然而,量子计算机迄今仅有非常小数目的量子比特,其使用量子圆点、核磁共振、金属离子。


DNA计算机

3、DNA计算机

    DNA将是一种用于执行计算的完美材料,在某种意义上,DNA处理数据和运行程度存储在排序普通碱基对DNA中,处于调整状态蛋白质处理信息就如同DNA有机体维持存活一样。

    第一个将DNA用于计算处理的是南加州大学伦纳德?阿德勒曼,1994年,他使用DNA解答了著名的“7点哈密尔敦函数通道”数字问题。从此之后,DNA能够用于建立逻辑门和挑战tic-tac-toe游戏。

    由于DNA分子具有强大的并行运算和超高的存储能力,DNA计算将可能解决一些电子计算机难 以完成的复杂问题,而且也可能在体内药物传输或遗传分析等领域发挥重要作用。虽然DNA计算未来潜力无穷,但是当前仍然有许多瓶颈技术和基础问题需要解 决,其中基于DNA分子的逻辑门就是实现DNA计算的一个重要基础。

    近期,DNA计算机的狂热者对建立像人体内的生物学系统非常感兴趣,这样的研究非常有意义,其原因是它的装配性非常好,与传统计算机相比,能够将计算机缩小至最小化,而且便于运行计算处理。


可逆计算机

4、可逆计算机

    许多人思考我们应当循环利用比特,就如同再循环利用垃圾一样。计算机硬件公司长期以来试着减少计算机的能量消耗,一种不同寻常的方法是由“可逆”工程芯片实现的。

    正常地每个计算操作会失去一些比特信息,也可表现为丢弃能量。可逆计算机的目标是重新获得并使用这些能量。由美国佛罗里达州立大学迈克尔?弗兰克设计的可逆计算机通过逻辑门能够实现逆行运算。

    每一个计算操作包括向逻辑门中输入数据,然后逻辑门出产输出信号,从而代替丢弃能量的信号。弗兰克设计的可逆计算机在每一个计算运行之后逻辑门实现逆行运算,输出信号返回的能量开启执行新的输入信号。

 

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