Page 57 - 计算机技术与网络安全研究

第一章 计算机技术

区域网络。用于光存储的记录材料成本也非常高。
随着光电技术的发展和材料科学的进步，近年光子计算机研究逐渐升温。
尤其是微纳加工技术的进步，使得一些瓶颈问题可能得以解决。在技术层面，当
前按照两方面思路研究：
借鉴传统电子计算机思路。光子计算机主流研究思路是借鉴电子计算机的

结构，以光学器件代替电子器件构建计算机。这利用了光的并行性、超高速、低
功耗等特点，有赖于光子集成技术，包括单片集成和混合集成技术等。
借鉴光学神经网络思路。人工智能核心就是机器学习，神经网络是实现机

器学习的算法之一。随着集成光子技术日益成熟，光运算与光学神经网络相结合
的研究取得较快进展，并已经在语音识别等方面取得突破。因而，借鉴人工智能
中的光学神经网络结构，以全新的并行处理为基础结构构建光子计算机成为重点
研究方向。
2. 光子计算机未来发展展望

光子计算机的一些关键技术仍然在不断研究中。因其运行速度快、储存信息
量大、容错性强，一旦研制成功，将极大影响当前的新技术革命。根据当前研究
成果及新材料、集成技术的发展趋势，未来光子计算机可望在以下方面实现突破。

运算高速化。科学家预计，将来可能制成比现有电子计算机快 1000 倍的超
级光子计算机，运算速度可达目前高端 GPU 的数百倍。随着光电技术的发展，
特别是光子集成技术日益成熟，光子计算机有潜力实现低功耗、高性能，开启崭
新的运算时代。
机身微型化。光集成技术的发展将带来光学器件的微型化、性能稳定化，

实现基于光纤或者自由空间的光运算。因而，未来光子计算机将以高性能、低价
格适应市场需求。CPU 的材料可能为存储量大、规模化生产后成本低廉的物质。
现有计算机的主板、内存、显卡等载体未来可能弱化，功能被替代或集成到其他

器件，显示器将会是超薄的无点距液态显示器。未来 PDA 将具有高度集成性和
方便携带性，集成手提电脑、数码相机、数码摄像机、卫星定位、即时通信以及
屏幕投影等功能。
功能智能化。按照目前神经网络的发展，面部识别、对象识别、自然语言处理、
机器翻译等原本人类才有的技能，将逐渐成为机器的常规配置。所以，将来复杂

光学神经网络将在大数据中心、安全系统、无人机等低能耗应用中占据重要席位。

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