摩尔定律走向终结，光子计算机会替代电子计算机吗？

目前，传统电子芯片的发展速度放缓，一直在推动IT行业发展的摩尔定律正在走向终结。未来，具有超高的运算速度的光子计算机，或将打破电路元器件的限制。

为了处理海量信息，英国初创公司optalysys研发了通过激光来解析数据信息的光子处理器。公司负责人NicholasNew说，这种独特的数据处理方法，将大大提升普通计算机的处理能力，可通过光子处理器完成基因组学和天气模拟等领域中的大量运算。

实际上，研究人员在几十年前就已经开始研究基于光学的数据处理技术，但一直没有实现商业化应用。New认为，现在，随着传统芯片更新换代的周期在不断延长，光子计算机将迎来重要的发展契机。

编码激光束可为某些棘手的运算操作提供捷径

那么，光子计算机怎样工作呢？光子处理器对数据（例如基因组序列）首先进行傅立叶变换，然后编码到激光束中。该技术直接利用光的物理本质来执行计算，即通过控制激光束中的光波干涉来进行数据处理，并且按照一定的规律生成结果编码，最后，利用相机读取结果并反馈到普通计算机的电子电路中。New说，光学方法可在单个步骤中实现普通计算机的许多操作，因此速度更快。

Optalysys公司计划在明年发布第一代产品——用于处理基因组数据的高性能计算机。光子处理器将采用PCI 扩展卡与普通计算机进行通讯（PCI扩展卡是用于升级图形处理器或服务器的标准组件）。同时，Optalysys公司还承担了一个五角大楼研究项目——超级计算机的桌面化技术，以及一个欧洲的项目——提高天气仿真能力。

法国初创公司LightOn，也成功开发了利用激光处理数据的系统。该公司的目标是，在机器学习中通过将信息与随机数据相乘的方式压缩数据。

不同的是，LightOn的系统利用了光通过半透明材料时发生的随机散射效应，能更容易地获得相同的效果。LightOn的首席技术官和巴黎狄德罗大学物理学教授Laurent Dedieu表示，这种技术具有很高的应用价值，但不适于使用大型数据集的普通计算机。

去年，Dedieu和LightOn的另外两位创始人发表了该系统工作的原理和结果。Dedieu说：“普通计算机的运算能力已经无法满足人们的要求，但我们可以利用光的散射来解决这个问题。”目前，LightOn公司正在努力尝试该系统在其他方面的应用，未来还会向用户提供云服务。

随着芯片更新换代速度变缓，半导体行业亟需新的想法及解决方案，这对这些初创公司来说是一个很好的机会。劳伦斯伯克利国家实验室副主任Horst Simon说：“由于传统芯片发展速度减缓，我们应大力支持并推动新技术的发展。”

目前，这些新技术包括量子计算机、专门用于人工智能的芯片以及光子计算系统。Simon还提到，虽然光子计算不会完全取代现有的普通计算机，但它肯定会找到适合的应用领域，体现出它不可比拟的优越性。

编辑：崔超宇

来源：MIT Technology Review

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