現代科學技術突飛猛進,電子計算機的運算速度和存儲容量日益顯示出不相適應。我們可以肯定地說:電子計算機一定要被光子計算機所代替。利用激光和集成光學的新科學技術,研製成光子計算機,其信息存儲量可達100億億位,比電子計算機容量大10億倍;其運算速度可達1000億次,比電子計算機快1000倍,甚至10000倍!
自從第一台電子計算機誕生以來,電子計算機已經發展到第五代,卻始終沒有脫離電子學的範疇,依然依賴於電信號的傳輸、運算和處理。利用電子進行數字運算和信息傳輸,需要線路網絡,在元件越來越小的發展趨勢下,電路板上能夠容納的導線數目有其極限,這樣,電子線路就束縛住現代電子計算機的手腳。而且,由於處理器的大小受到限製,電子計算機的運算速度也隻能快到一定程度。在通常的傳統處理器裏,電子是在線路網絡中穿梭於不同的微處理機與元件之間,有時必須相互等待,好像汽車必須按秩序地一個一個地通過路口一樣,不能隨便加速搶道,因而信息傳輸速度受到一定限製,使運算速度也無法突破一定極限。
激光的出現,使人們自然而然地想到要發展光子計算機。多少年來,科學家們夢寐以求地想用光子代替電子設備中的電子,如果這一夙願得到實現,便可能研製出比現代任何計算機的功率和靈敏度都高、存儲量和運算速度都大得多的新的一代計算機。
從物理學中可知,光子是光的最小能量單位,在一定程度上和電子一樣。今天應用的全部電氣轉換技術,都是用電子工作的,並統一在“電子學”這一總的概念之下。事實上,光子同電子比較,具有許多優點。光子以光速運動,很少受磁場或“兄弟光子”的幹擾而造成偏移或脫離軌道。而且,如上所述,如今已明顯地看出電子學在計算機製造方麵存在著功能極限。為了賦予計算機以更多的“人工智能”,我們必須在技術上付出更高的代價,毫不遲疑地用光子去取代電子的地位。