现在问世的计算机，无论是巨型计算机还是神经计算机，都是用硅芯片作为“心脏”，因此无论是晶体管的密集程度，还是计算机运算速度都有一定的极限。根据摩尔定律，计算机硅芯片尺寸只有指甲盖大小的硅晶片上的晶体管数目每18个月就要翻一番。芯片性能的快速提高导致芯片的耗能和散热问题渐渐凸现出来，10年后英特尔公司的产品能否继续推陈出新，并解决产品性能的极限问题，将成为它面临的巨大挑战。关键问题已经暴露，寻找硅芯片技术的最佳替代品的工作在不断深入，科学家正在研究包括生物计算机、光子计算机、量子计算机在内的各种新型计算机，而且已经取得一些突破。

1                  1 生物计算机

生物计算机的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片，利用有机化合物存储数据。在这种芯片中，信息以波的形式传播，当波沿着蛋白质分子链传播时，会引起蛋白质分子链中单键、双键结构顺序的变化，例如一列波传播到分子链的某一部位，它们就像硅芯片集成电路中的载流子那样传递信息。运算速度要比当今最新一代计算机快10万倍，它具有很强的抗电磁干扰能力，并能彻底消除电路间的干扰。能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一，且具有巨大的存储能力。由于蛋白质分子能够自我组合，再生新的微型电路，使得生物计算机具有生物体的一些特点，如能发挥生物本身的调节机能，自动修复芯片上发生的故障，还能模仿人脑的机制等。

生物计算机的优越性是十分诱人的，现在世界上许多科学家在研制它，不少科学家认为，50年前的真空电子管，有谁会想到今天的电子计算机能风靡全球；当前的生物计算机正在静悄悄地研制着，有朝一日出现在科技舞台上，就有可能彻底实现现有计算机无法实现的人类右脑的模糊处理功能和整个大脑的神经网络处理功能。

       2 光子(光学)计算机

光子技术和产业的基础是光子学。光子学是研究光子的产生、运动和转化的一门新兴学科，其研究范围包括光子的产生、运动、传播、探测、光与物质的相互作用等课题，以及光子存载信息的传输、变换和处理的问题。

人类利用光缆传输数据已经有20多年的历史，用光信号来存储信息的光盘技术也已广泛应用，但要引成一台光子计算机难度极大，首先要解决一条光束来控制另一条光束变化的光子晶体管。由于光子是波色子、不带电、传播速度快，光束可互相穿越而不互相干扰，因而可大规模互联和并行传输，具有独特的优越性。

在光子计算机中，不同波长的光可代表不同的数据，速度极快，大大高于电子计算机二进制0与1的变化。例如1990年1月29日美国研制出全球首台光子计算机，用砷化镓光子开关，运算速度为每秒10亿次。体积小、速度快，具有广阔的发展前景。

     3 量子计算机

据美国IBM公司科学家伊萨克、张介绍，量子计算机是利用原子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的计算机。量子理论认为，非相互作用下，原子在任一时刻都处于两种状态，称之为量子超态。原子会旋转，即同时沿上、下两个方向自旋，这正好与电子计算机0与1完全吻合。如果把一群原子聚在一起，它们不会像电子计算机那样进行的线性运算，而是同时进行所有可能的运算，例如量子计算机处理数据时不是分步进行而是同时完成。只要40个原子一起计算，就相当于今天一台超级计算机的性能。量子计算机以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存，其运算速度可能比目前的奔腾4芯片快10亿倍，就像一枚信息火箭，在一瞬间搜寻整个互联网，可以轻易破解任何安全密码，黑客任务轻而易举，难怪美国中央情报局对它特别感兴趣。

综上所述，目前生物计算机、光子计算机、量子计算机正在加紧研制中，由于它们具有极高的实用价值，美国、日本、德国、俄罗斯等国都投入巨资资助相关研究。随着技术的不断成熟和完善，一个崭新的高科技工业将要出现在世人面前。这种高科技工业生产的计算机不再像现在的计算机模样，而是奇形怪状且体积小的计算机，而且能嵌入到任何一个物体上，到2020年这类新型计算机的研究将会取得突破性进展进入实质性的产品生产，走入寻常百姓家，在超级计算技术上将要掀起一场技术革命。

本文引自《内蒙古科技与经济》，2002年第12期第270页

 注：新型计算机还有：分子计算机，反应计算机等。