광학 컴퓨터와 양자 컴퓨터란 무엇인가요?

광컴퓨터는 광자소자로 구성되어 있으며, 광신호를 이용하여 계산, 전송, 저장, 정보처리 등을 수행하는 컴퓨터이다. 광학컴퓨터의 동작장치, 기억장치, 저장장치 등은 모두 광학적 방식, 즉 전자 대신 광자를 사용해 정보를 전달하는 컴퓨터를 이용해 구현된다. 광학 컴퓨터는 전자 컴퓨터의 모든 기능을 갖추고 있습니다. 하지만 광자는 전자 속도의 300배인 초당 30만km의 속도로 병렬로 전파되기 때문에 광학컴퓨터는 전자컴퓨터에 비해 다음과 같은 뛰어난 특성을 갖고 있다.

광컴퓨터는 NXN 병렬처리를 갖고 있다. 능력. 빛의 병렬 전파는 수천 개의 빛이 서로 간섭하지 않고 동시에 포토닉 구성 요소의 서로 다른 채널을 통과하도록 보장할 수 있습니다.

광컴퓨터는 계산 정확도가 높고 작업 속도가 매우 빠릅니다. 현재의 전자 컴퓨터보다 1000배 더 빠릅니다.

빛은 강력한 정보 전달 능력을 갖고 있다. 광학 채널은 전기 채널보다 2×104배 더 많은 정보를 전달하며, 광자 메모리는 데이터에 빠르고 병렬로 액세스할 수 있습니다.

광컴퓨터는 작동 원리에 따라 아날로그와 디지털의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 아날로그 방식은 광학 이미지의 2차원성을 이용하여 직접 계산을 수행하는 반면, 디지털 방식은 광자 논리 부품을 사용하여 전자 논리 부품을 대체하는 점만 제외하면 전자 컴퓨터의 기술 구조를 완전히 채택합니다. 1980년대 유럽에서는 광컴퓨터 개발이 시작됐다. 1984년 5월 유럽 8개 대학이 공동으로 세계 최초의 광컴퓨터를 개발한 것으로 알려졌다. 1990년대 초 미국도 광학컴퓨터 모델을 개발했다. 현재 광컴퓨터의 외장형 저장장치로서 단위광논리소자, 광스위칭소자, 광디스크 기술이 많이 소개되고 있으며, 21세기에는 광컴퓨터의 응용이 현실이 될 것이다.

향후 컴퓨터의 크기가 작아지면 컴퓨터 구성 요소의 크기도 매우 작아질 것입니다. 그러나 컴퓨터의 소형화가 어느 정도 발전하면 기존 기술을 보완하거나 대체하기 위해 새로운 기술을 사용해야 합니다. 1980년대 초 미국 아르곤 국립연구소(Argonne National Laboratory)의 연구는 컴퓨터가 원칙적으로 순전히 양자역학적 방식으로 작동할 수 있음을 입증했습니다. 작은 입자(예: 원자)는 이산적인 에너지 상태로만 존재할 수 있으므로 원자가 한 에너지 상태에서 다른 에너지 상태로 바뀔 때 광자를 흡수하거나 방출해야 하며, 양자파는 부가적이며 약간의 양자 정보 중 하나만 존재합니다. 수학의 이진법과 유사한 두 가지 가능한 상황. 연구원들은 입자의 스핀을 사용하여 간단한 2비트 양자 논리 연산을 성공적으로 수행했습니다. 실험을 통해 범용 양자 논리 게이트(NOT, COPY, AND)를 구축할 수 있으며 이러한 양자 논리 게이트는 광섬유를 통해 함께 연결될 수 있음이 입증되었습니다. 정보 비트는 광섬유 또는 단일 논리 게이트를 통해 한 논리 게이트에서 다른 논리 게이트로 전송될 수 있습니다. 광자. 이런 식으로 이론적으로는 양자컴퓨터가 될 수 있다.

양자컴퓨터는 디지털 정보를 처리하는 사람들에게 친숙한 이산적 특성과 양자역학의 이국적인 이산적 특성을 일치시켜 계산을 수행합니다. 양자 컴퓨터의 하프플립 큐비트는 새로운 컴퓨팅 방식을 열어줍니다. 양자 컴퓨터는 양자 병렬성과 실행 속도가 매우 빠른 특성을 가지고 있어 다른 양자 시스템을 시뮬레이션하는 데 사용할 수 있으며 큰 숫자를 인수분해하는 데 사용할 수 있습니다. 양자 컴퓨터는 현재 실험적인 개발 단계에 있습니다.