光学计算机：技术史上的又一大事

１月２９日，美国电话电报公司贝尔实验室以美籍华裔科学家黄庭珏为首的小组，研制成功了世界上第一台数字光学处理器，为制成光学计算机迈出了重要的一步。
贝尔实验室１９４７年发明了晶体管，晶体管的发现使电子技术进入了一个崭新的阶段，改变了人们的生活，而该公司把光学处理器与晶体管的发现相提并论。美国霍尔代尔研究中心信息系统研究室主任宁克认为，光学数字处理器的研制成功是人类技术史上的一件大事，它可同莱特兄弟制成世界上第一架飞机相比。据报道，这个光学处理器象餐桌面一样大小，不到３０厘米厚，与传统的电脑中的电子处理器不同，没有电路板或集成电路片，而是由激光器、透镜和棱镜组成。这种无导线处理器采用激光在其内部传输信息，它不同于真正的计算机，因为关于光学处理器的运算程序是安排在它的硬件里，而不是包含在软件里。这次研制成功的是作为光学处理器核心的一种称为“对称自光电效应”的光晶体管，其开关速度每秒１０亿次。
光学处理器是光学计算机的核心部分，它可能处理的信息量比电子信息处理器快１０００倍。目前贝尔实验室演示的光学处理器运算速度是每秒１００万次，但科学家预计将来可能制成每秒几亿次的光学计算机。
多少年来，科学家一直在考虑用光子替代电子设备中的电子，只要这一设想变为现实，很可能制造出比今天的计算机的灵敏度和功率都大得多的计算机。采用电子线路来传输信息时，由于需要电线网路，在元件愈来愈小的发展趋势下，电路板上能够容纳的导线数目有其极限，结果电子线路成了传统电脑技术发展的瓶颈。因为处理器的大小受到限制，所以计算机的运算速度也只能快到一定极限。此外，在传统技术的处理器中，电子必须在电线网路中，穿梭于不同的微处理机与元件之间，有时必须相互等待，好象汽车需要有秩序地逐个通过大桥一样，不能任意加速，信息传送速度因此受到一定的限制，使运算速度也无法突破一定的极限，而光学计算机“遇到的唯一限制是光速”。
光电技术已经运用在我们的日常生活中，比如激光唱片以及在西方国家超级市场算帐用的光学扫描装置，都是用光子代替电子传送信息的例子，另外光纤通信也在逐步取代传统的铜线电缆通信。贝尔实验室研制成功的这台数字光学处理器雏型，是许多科学家５年来共同努力的结果，科学家们预测，未来的光学计算机中，仍然会用到一些电子元件，而不只是光子元件，是一种混合使用的光电计算机。
这种光电技术进一步成熟后，第一个运用的范畴可能是并行运算处理器。并行运算的原理是将一个运算问题划分为许多个次级运算子题，而并行处理器可以同时处理这些次级子题，大大减少运算的总时间。但并行处理器技术发展上有一个令人头痛的问题，就是如何在成百上千的并行处理单元之间，最有效地传递信息。美国英特尔公司正在加紧研制并行计算机，并研制成功了一种超级芯片８６０，比现有芯片快５倍。
贝尔实验室发言人布赖恩·莫纳汉说，在１０年之内，光学计算机可能导致开发出以光为基础的超级计算机，其运算速度比现有计算机至少快１０００倍，也许甚至快１００００倍。
据《华尔街日报》报道，日本松下电器公司和日本电气公司也展示了光开关器件，可是它们没有象贝尔实验室那样组装成处理器。这家报纸说，五角大楼对光学计算机也感兴趣，因为光学计算机将比较难于被接通侵入，而且也不会因核爆炸的电磁猝发而失去功能。
（钟理编译）