文/杨春平

世界上第一台计算机被用于军事领域，如今计算机不仅应用于现有的物理、化学、航天、生物等科学领域的研究，而且已经广泛应用与人们的日常生活中。对计算机更快计算速度和更小占用空间的要求，促使新技术不断融入计算机更新换代的过程中，使得计算机朝着运算速度更快，占用空间更小的方向发展。人们应对未来的新型计算机的出现充满信心，并根据现有的成熟理论进行预期和盼望。

1 光子计算机

如今，人们对光子学推动现代科学技术和生产发展的潜力有了进一步的了解。光子技术正在逐步进入计算机领域。光的高速度性质决定了光子计算机的数据处理能力与电子计算机的数据数据处理能力不在同一等级。而且光子计算机的能耗低，对环境的要求较之于电子计算机对环境的要求更为宽松。

不同于现在普及的电子计算机通过电子“0”、“1”状态变化进行的数据转换与数据处理，光子计算模式中，不同波长的光代表不同的数据，光来替代电子进行数据的处理。光子计算机将使运算速度在当前电子计算基础上急速提升。美国贝尔实验室研制出世界上第一个光学计算机，运算速度每秒十亿余次，是现代超级计算机的最高计算速度的十余倍。虽然远远不及理论上的一万亿次，但已显示出强大的光子计算机光明的发展前景。

要实现光子计算机理论上的计算次数的数据峰值，其对外部环境较为苛刻，虽然实验室已经实现用一条光束控制另一条光束变化进行数据计算和存储的装置，但是人类现实生活环境中难以达到实验室研究所需环境条件。笔者相信在不远的未来，科学家一定有方法能研发出在现实环境中可以正常运作的光学晶体管，来实现光子计算机。

2 生物计算机

大多数科学家认为放生计算机时未来的计算机发展方向，因为他们相信电脑最终要与人脑相结合。生物计算机是指通过利用组成生物结构的大分子进行计算的新型计算机，多年来，DNA计算发展很快。

所以较之于目前电子计算机由于使用宏观硬件而出现的存储量小与运算速度慢这两个严重的不足特点，而具有如下三个优点：

（1）存储容量巨大，一立方厘米的DNA溶液可存储一百万亿的二进制数据，远远超过当前全球所有电子计算机的总储存量；

（2）DNA计算机具有高度的计算并行特性，运算速度快。

（3）耗能低。

根据以上条件分析可见，DNA计算的每项突破性进展，必将给计算机的新技术发展带来突出的贡献。另外，DNA计算机可以应用于多个领域，如由于DNA计算的并行性所导致的计算速度极快，使得目前的密码机制对于DNA计算机的计算能力而言已经失去意义。这就意味着无论哪个企业或国家在DNA计算机的研制中首先取得成功，那么在信息计算领域必将实现技术领先；国家之间的技术竞争也会促使DNA计算机更快出现。其二，DNA计算机的极高计算速度极有可能会在促进数学、计算机科学等领域的快速发展。所以，在科技和工具都极为先进的现代社会研究条件下，可以预见，DNA计算机将在不久的将来被开发和量产到可以普及于人们生产生活中的程度。

3 量子计算机

超级计算机是以前更长时间里竞争的技术，而量子计算机是未来需要竞争的技术，现阶段各国争先研发量子计算技术。如美国集中了多家科研机构，加速研发量子计算机。其他各大计算机巨头也在行动。

虽然量子计算最初是在物理界提出，但随着量子计算的理论和相关技术的发展以及实验数据的累积，量子计算在量子计算机的发展前景受到了计算机技术领域的广泛关注。

一个"经典的计算机"，就像你正在阅读此篇论文的那个二进制数据，它所执行的所有功能都基于1或0，即电压的高低所代表的数据。在二进制计算机上，处理器使用晶体管进行计算。每个晶体管都可以开或关，这表示1或0用来计算程序或算法中的下一步骤。量子计算机不使用比特;它们使用量子比特。量子比特除了听起来更酷有比特不具有的额外功能，不是被用一个1或0表示，而是量子比特能实际上同时是0和1的。往往量子比特当未被观测到时被认为是"自旋的"。不是用1或0指这些类型的"自旋量子比特"，而是用"上"、"下"和"同时上下"的状态来衡量的。所以，当你需要它是“0”时，它就是“0”，当你需要它是“1”时，它就是。不同的公司正以不同的方式接近量子比特。或者说，量子比特能在同时是两个东西，同时对一个问题计算出多个解决方案。它们不必遵循二进制中的如"做好一件事再做另一件，或者基于一件事而做下一步"的逻辑，单个量子比特在自旋时能同时做着两件事，然后当被适当观察到时产生最佳结果。

毋庸置疑，量子计算机出现时，会变得更小、更快、更强大，最终我们都将使用它们，即使我们不理解它们背后的科学。

4 纳米计算机

纳米计算机是用纳米技术研发的器件组成的高计算性能的计算机。纳米管元件尺寸极小，有着极强的导电的特征，能代替在计算机中运用硅材料的芯片器件制造。纳米技术融入计算机新技术领域，也是基于电子科技方向进行升级，纳米计算机是从微电子机械系统起步，把极小的计算机元器件都放在一个硅芯片上而构成计算机系统。其作用是将现在的计算机元器件进行缩小化。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积只能用纳米来衡量和计算，而且纳米元器件的计算能力比今天的计算机的计算能力要强，且几乎不需要消耗能源。

不错，相较于现代的基于电子科技的计算机，纳米计算机实际上需要更少的空间。而且，虽然“纳米”只是微观世界的计量单位，但是用于计算机零部件的生产，则可以降低对计算机生产线所需的大量人力、物力的硬性要求，而将计算机生产成本变得十分低廉。同时，将纳米技术融合到计算机生产领域，可以在很大程度上减少计算机占用的空间。在降低生产成本的同时，也可以更大范围内帮助建设信息化环境，从而从计算机的普及促进5G生产生活的自动化、智能化方向发展。未来纳米计算机的问世，将会对人们的生产和生活方式产生根本性的影响，而且其巨大的利益空间有望促使纳米计算机更快出现。

5 计算机网络新技术

计算机网络技术在现代信息化社会中得到了极其广泛的应用。随着计算机新技术的不断更新和出现，以及计算机新技术理论的逐渐成熟，与计算机通信通能配套的网络新技术也会不断更新换代。软交换作为下一代网络核心技术，将成为未来计算机外围技术发展的重要部分。

另外，计算机网络新技术正在以更快的速度在计算机本身的元器件之外拓展计算机的存储空间。Hadoop是一个分布式系统基础架构，由Apache基金会开发。可以帮助用户实现充分利用集群的威力高速运算和存储。不过，这属于软件方面提升计算机计算能力和数据存储能力的方式。有基于本地文件系统和基于多个计算机文件系统的文件存储架构技术。如分布式网络存储系统采用的是可以在其他计算机的存储设备上扩展本地数据存储容量的系统结构，利用多台存储服务器分担存储负荷，就是将数据分散存储在多台独立的设备上。因为现行的数据存储技术只限于储存于计算机本身，不能满足大规模存储应用和数据的需要，而且一旦计算机器件本身遭到物理性的破坏，会直接影响到计算机存储的所有应用数据。尤其是对于有即时备份数据刚需的公司和企业等，将分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备，数据分散的存储在多个计算机中。不仅可以实现拓展本地文件资源空间，还能在一定程度上保证数据的安全。此方面计算机新技术的实现需要高速网络传输技术的升级。相信在不远的将来，随着网络传输速率的提升，计算机数据联合存储技术也会在各种融合了高端技术的计算机基础上如雨后春笋般出现，并在一段时间后融入我们的计算工具中供我们使用。

综上所述，随着时间的流逝和其他方面科研成果的累积，计算机新技术也会像雨后春笋般不断出现，并随着理论的成熟和技术的不断完善，新型计算机真正问世并快速普及。目前普及的计算机只能满足人们日常生活需求和基本的生产需求，但是要实现真正的新型计算机，尚需要一段时间，我们应怀着信心期待融合新技术的计算机尽快问世。