光计算导论

光学计算（也称为光电计算和光子计算）是一种计算范式，它使用激光/二极管产生的光子（小光能包）进行数字计算。事实证明，与我们在传统计算机系统中使用的电子相比，光子为我们提供了更高的带宽。光学计算机会给我们带来更高的性能，因此比电子计算机更快。

计算速度取决于两个因素：信息传输的速度和处理信息的速度，即数据计算。光子基本上使用波传播和波的干涉图来确定输出。这允许在不引起延迟的情况下进行即时计算。数据在传播时被处理。无需停止数据移动和流程以进行处理。这种速度因素将改变计算机行业。

任何传统电子计算机的构建块都是晶体管。对于光学计算，我们通过使用具有非线性折射率的材料来实现等效的光学晶体管。这些材料可用于制造进入 CPU 的光逻辑门。光逻辑门只是一个控制一个光束的开关。透光时为“ON”，挡光时为“OFF”。

光子几乎没有质量，因此我们需要很少的能量来激发它们。此外，与大多数经典计算机以串行方式运行不同，光计算以并行方式运行，这有助于它使用光反射解决复杂问题，并且与基于电子的系统相比具有更高的带宽。在安全方面，由于光学计算在数据移动时处理数据，因此暴露的数据非常少。这导致比传统系统更高的安全性。

好处：

• 低发热
• 可以非常快速地处理复杂的计算
• 可以有效地扩展到更大的网络。
• 提高计算速度
• 更高的带宽和极低的数据丢失传输。
• 免于电气短路。

缺点：

• 光学计算机的组件将非常昂贵。
• 尺寸非常笨重。
• 集成光闸很复杂。
• 干扰可能由灰尘或任何缺陷引起。