1.1.4　计算机的未来发展趋势

科技一直在向前发展，伴随科技的进步，计算机的发展也是日新月异，在未来，计算机的发展不仅是追求性能的大幅提升，而且是突破现有的体系机构，从而变得更加人性化、智能化；另一方面，CPU的制造工艺也面临着发展极限，随着晶体管集成度的提高，芯片的耗能和散热问题也越发严重，当CPU的生产工艺达到10nm级别，就将达到极限，目前各国实验室中正在研发中的石墨烯晶体管技术就是最有希望打破这种极限的技术。

当然，科学家也在试图研发其他的计算机，这些计算机不论是从体系机构、工作预案，还是器件的制作技术，都会发生颠覆性的变化。目前，可能实现的技术主要有如下几种：

1．分子计算机

分子计算机的工作原理是通过分子晶体吸收以电荷形式存在的信息，并对信息进行高效地组织排列。在其运算过程中，以生物蛋白酶为转换开关，通过蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用来完成。分子计算机运算速度非常快，每完成一次运算仅需数微微秒，比人的思维速度快数百万倍。

2．量子计算机

量子计算机是当前研究最为热门的一种全新概念的计算机，其原理是利用原子所具有的量子特性进行信息处理。在量子理论里，原子在非相互作用下的任一时刻都处于两种状态，称之为量子超态，这与电子计算机二进制正好吻合。更为重要的是，量子计算机处理数据时可以同时完成多个运算，而不是像电子计算机那样进行线性运算。

3．光子计算机

世界上第一台光子计算机于1990年在美国贝尔实验室被研制出来。

光子计算机是借助光信号来完成信息存储、处理、运算、数字逻辑操作的计算机。主要的元器件是集成光路。理论上光子计算机的运行速度可高达数万亿次每秒，它的存储量是当前计算机的几万倍，由于采用的是光学设备，所以在图形和手势进行识别与合成方面具有天然的优势。

4．生物计算机

生物计算机号称第六代计算机，生物计算机被设计为可以模拟人脑思维、可以进行智能联想，并能在较大程度上模拟人类学习功能的计算机，其主要芯片采用蛋白质制造，不论是主要元器件的密度还是传递信息的速度都比大脑神经元高出百万倍，生物计算机一旦研制成功，将彻底地改变现有的计算机体系结构。