定義

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計算機的功率取決於其組成部件的執行速度和排列密度，光在這兩個方面都很理想。光子的速度即光速，為每秒30萬千米，是宇宙中最快的速度。鐳射束對資訊的處理速度可達現有半導體矽器件的1000倍。1990年，貝爾實驗室推出了一臺由鐳射器、透鏡、反射鏡等組成的計算機，這就是光計算機的雛形。隨後，英、法、比、德、意等國的70多名科學家研製成功了一臺光計算機，其運算速度比普通的電子計算機快1000倍。光計算機是利用奈米電漿子元件作為核心製造，透過光訊號進行資訊運算的，這種利用光作為載體進行資訊處理的計算機被稱為光計算機，又稱為光腦。

光計算機是由光代替電子或電流，實現高速處理大容量資訊的計算機。其基礎部件是空間光調製器，並採用光內連技術，在運算部分與儲存部分之間進行光連線，運算部分可直接對儲存部分進行並行存取。突破了傳統的用匯流排將運算器、儲存器、輸入和輸出裝置相連線的體系結構。運算速度極高、耗電極低。 [1] 

工作原理

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光計算機是由光代替電子或電流，實現高速處理大容量資訊的計算機。其基礎部件是空間光調製器，並採用光內連技術，在運算部分與儲存部分之間進行光連線，運算部分可直接對儲存部分進行並行存取。突破了傳統的用匯流排將運算器、儲存器、輸入和輸出裝置相連線的體系結構。運算速度極高、耗電極低。尚處於研製階段。

優點

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光計算機就是充分利用光的特性，與電的特性相比，它所具有無法比擬的各種優點：

第一，光器件允許透過的光頻率高、範圍大，也就是所謂的頻寬非常大，傳輸和處理的資訊量極大。兩束光要發生干涉，必須頻率相同，振動方向一致和有不變的初始相位差。因此，同一根光導纖維中能並行地傳輸很多波長不同或波長相同但振動方向不同的光波，它們之間不會發生干涉。有人計算每邊長1.5釐米左右的三稜鏡，資訊透過能力比全世界現有的全部電話電纜的透過能力還大好多倍。

第二，資訊傳輸中畸變和失真小，資訊運算速度高。光和電在介質中傳播速度都極快，但光和電不同，光計算機是“無”導線計算機，光在光介質中傳輸不存在寄生電阻、電容和電感問題，光器件又無接地電位差，因此，傳輸所造成的資訊畸變和失真極小，光器件的開關速度比電子器件快得多。光計算機的運算速度在理論上可達每秒千億次以上，其資訊處理速度比電子計算機要快數百萬倍。

第三，光傳輸和轉換時，能量消耗極低。儘管積體電路中的電流十分微弱，但由於整合度的提高，功耗仍然是個大問題，對於巨型計算機，問題更為嚴重。光計算機卻不同，除了鐳射源需要一定的能量以外。光在傳輸和轉換時，能量消耗卻極低。 [1] 光計算機

發展前景

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光計算機的出現，將使21世紀成為人機交際的時代；在未來光計算機的運用也非常廣泛，特別是在一些特殊領域，比如預測天氣，氣候等一些複雜而多變的過程；還可應用在電話的傳輸上。使用光波而不是電流來處理資料和資訊對於計算機的發展而言是非常重要的一步；在將來，光計算機將為我們帶來更強勁的運算能力和處理速度。甚至會為將來和生物科學等學科的交叉融合開啟一扇新的大門。 [1]

1990年，美國的貝爾實驗室推出了一臺由鐳射器、透鏡、反射鏡等組成的電腦。這就是光子計算機的雛形。光子計算機又叫光腦。電腦是靠電荷線上路中的流動來處理資訊的，而光腦則是靠鐳射束進入由反射鏡和透鏡組成的陣列來對資訊進行處理的。與電腦相似的是，光腦也靠產生一系列邏輯操作來處理和解決問題。

電腦的功率取決於其組成部件的執行速度和排列密度，光子在這兩個方面都很理想。光子的速度即光速，為每秒30萬千米，是宇宙中最快的速度，鐳射束對資訊的處理速度可達現有半導體矽器件的1000倍。光子不像電子那樣需要在導線中傳播，即使在光線相交時，它們之間也不會相互影響，並且在不滿足干涉的條件下也互不干涉。光束的這種互不干涉的特性，使得光腦能夠在極小的空間內開闢很多平行的資訊通道，密度大得驚人。一塊截面為5分硬幣大小的稜鏡，其透過能力超過全球現有電話電纜的許多倍。貝爾實驗室研製成功的光學轉換器，在印刷字母O中可以裝入2000個資訊通道。因此，電子工程師們早就設想在電腦中使用光子了。

光腦的許多關鍵技術，如光儲存技術、光互聯技術、光電子積體電路等目前都已獲得突破。光腦的應用將使資訊科技發展產生飛躍。