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未来的计算机   

    展望未来，有可能引起计算机技术革命的技术有以下几种：

   （1）超导计算机。一种利用具有“超导隧道效应”的约瑟夫逊器件（超导体-绝缘体-超导体器件）构成的计算机，其耗电量仅为普通计算机的几千分之一，而执行一条指令的速度却快了100倍。

   （2）纳米计算机。1 um（纳米）=10-9 m，大约是氢原子直径的10倍。纳米内存芯片的体积仅几百个原子大小，是人的头发丝直径的千分之一，但内存容量大大提高，运算速度是硅芯片的1.5万倍，且几乎不耗费能源。

   （3）光子计算机。它以不同波长的光代表不同的数据，用大量的透镜、棱镜和反射镜将数据从一个芯片传送到另一个芯片。其运算速度能比普通计算机快1 000～10 000倍，这是因为光子的传播速度为3×105 km/s，比电子在导线中的传播快约1 000倍，数据传输率可达1011 B/s（万亿字节每秒）。光子计算机的各级都能并行处理大量数据，并且能用全息图像的方式存储信息，因此其存储容量是当今计算机的几万倍。其能耗也小，驱动它只需要同类规格当今计算机驱动能量的一小部份。

   （4）量子计算机。以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存，利用原子的量子特性进行信息处理。它不再使用电子比特，而是使用量子比特（q-bit）。量子波特不只有开、关两种状态，而是同时有多种状态，利于实现量子并行计算，因此其运算速度将大大超过电子计算机。一台具有约5 000 q-Bit的量子计算机，可在大约30 s内解决传统超级计算机需要100亿年才能解决的素数问题。目前，正在开发中的量子计算机类型有核磁共振（NMR）型、硅基半导体型、离子井型三种。

   （5）生物计算机。蛋白质分子生物芯片中的脱氧核糖核酸（ONA）在不同状态时，可代表有信息或无信息。当信息以波的方式沿生物芯片中的蛋白质分子链传播时，会引起分子链中单键、双键结构顺序的变化，因此当波传播到分子链的某个部位时，就能象硅芯片中的载流子那样来传递信息。其特点是：①运算速度比当今电子计算机快10万倍。②蛋白质分子阻抗低、能耗小，仅为普通计算机的十亿分之一。③体积小。蛋白质分子比硅芯片上的电子元件要小得多，一个存储点只有一个分子大小，生物芯片集成度可以做得很高，大小仅为硅芯片的十万分之一。④在生物芯片（如脂肪薄膜存贮器）中，一个蛋白质分子就可作为一个存储体，因此其存储容量能做得很大，可高达普通计算机的10亿倍。⑤能自我组织、自我修复，能再生新的微型电路，能模似人脑的机制等。生物芯片功能部件可方便地置入人体，听从人脑指挥，从人体中吸收营养。

   （6）神经网络计算机。是一种模拟人脑神经组织结构的计算机。它以神经细胞为单位，通过神经细胞的“互联网”来传递、处理信息。多数神经网络并不需要事先设计出解决问题的算法，而是根据一些必要的信息进行训练，通过不断学习、究错，在网络内部建立起解决问题的方法。所有处理单元能同时进行信息的传输和处理，且局部单元的损坏对网络的总体性能影响很小。它有自我组织功能，能实现自我学习和联想记忆。