Page 23 - 计算机技术与人工智能

第一章 计算机概述

量子计算机。量子计算机中最小的信息单元为量子比特。量子比特不是只有开、
关两种状态，而是以多种状态同时出现。量子比特的数据结构对采用并行结构的

计算机处理信息的功能是非常有帮助的。
研究可逆计算机的目的是解决计算机中的能耗问题。量子计算机具有一些非
常神奇的性质，如信息传输可以不需要时间，信息处理的能量可以接近于零。
生物计算机（biological computer）又称仿生计算机（bionic computer）。它

是以生物芯片取代集成在半导体硅片上数以万计的晶体管而制成的计算机。它的
主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片。生物芯片
本身还具有并行处理的功能，其运算速度要比当今最新一代的计算机快10万倍，
而能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一。生物计算机涉及计算机科学、脑

科学、分子生物学、神经生物学、生物工程、生物物理、物理学和化学等学科。
目前，生物芯片仍然处于研制阶段，但在生物元件尤其是生物传感器的研制上已
经取得不少成果。
光子计算机是一种利用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，
依靠激光束进入反射镜和透镜组成的阵列来进行信息处理，以光子代替电子，
光运算代替电运算。光并行、高速的特点，决定了光子计算机并行处理的能力很
强，具有超高运算速度。光子计算机同时还具有与人脑相似的容错性，系统中

某一元件损坏或出错时，并不影响最终的计算结果。光子在光介质中传输所造成
的信息畸变和失真非常小。在光子的传输和转换过程中，能量消耗和散热量也极
低，对环境条件的要求比电子计算机低得多。

11