量子计算发展篇1

中图分类号：P315.69 文献标识码：A文章编号：1005-5312（2011）20-0282-01

一、计算机的发展概况

1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC)，最初也专门用于火炮弹道计算，后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。，一直到现在，微机计算机的发展非常迅速。对于微型计算机的发展，现在普遍以字长和典型的微处理器芯片作为划分标志，将微型计算机的发展划分为五个阶段：

第一个阶段主要是字长为4位的微型机和字长为8位的低档微型机。这一阶段的典型微处理器有：世界上第一个微处理器芯片4004，以及随后的改进版4040，它们都是字长为4位的。

第二个阶段主要是字长为8位的中、高档微型机。这一阶段典型的微处理器芯片有：Intel公司的I8080、I8085。

第三个阶段主要是字长为16位的微型机。这一阶段典型的微处理器芯片有：Intel公司的8086/8088/80286。

第四个阶段主要是字长为32位的微型机。这一阶段典型的微处理器芯片有：Intel公司的80386/486/Pentium系列。

第五个阶段出现了字长为64位的微处理器芯片。主要还是面向服务器和工作站等一些高端应用场合。

二、新一代计算机: 量子计算机

近年来，如何使处理器中晶体管体积的减小成为计算机性能改进的关键所在。但是，这种不断的减小有一个极限。正如哲学里说，万物有矛盾两面。如果晶体管变得太小，将会限制它的性能。因此，看起来我们的计算机技术，会在不久的将来达到极限，它们真的会吗？在1982年，诺贝尔奖获得者――物理学家Richard Feynman想出了 “量子计算机” 的概念，那是一种利用量子机械的影响作为优势的计算机。说起Richard Feynman是本世纪诞生于美国的最伟大的物理学家，费曼于40年展了用路径积分表达量子振幅的方法，并于1948年提出量子电动力学新的理论形式、计算方法和重正化方法，从而避免了量子电动力学中的发散困难。费曼还建立了解决液态氦超流体现象的数学理论。他和莫雷盖尔曼在弱相互作用领域，做了一些奠基性工作费曼还是一位富有建设性的公众人物。1986年，挑战者号失事后，费曼做了著名的O型环演示实验，只用一杯冰水和一只橡皮环，就在国会向公众揭示了挑战者失事的根本原因－低温下橡胶失去弹性。1965年因量子电动力学方面的贡献获得诺贝尔物理奖。量子计算机概念正是Feynman这个大理论物理学家提出，从而有一段时间，“量子计算机”的想法主要仅仅停留在理论兴趣阶段，但最近的发展令这个想法引起了每一个人的注意。其中一个进步就是一种在量子计算机上计算大量数据的算法的发明，由Peter Shor(贝尔实验室)设计。

三、量子计算机与传统计算机区别

在量子计算机中，基本信息单元叫做一个量子位不同于传统计算机，并不是二进制位而是按照性质四个一组组成的单元。量子位具有这种性质的直接原因是因为它遵循了量子动力学的规律，而量子动力学从本质上说完全不同于传统物理学。量子位不仅能在相应于传统计算机位的逻辑状态0和1稳定存在，而且也能在相应于这些传统位的混合或重叠状态存在。这种现象看起来和人的直觉不符，因为在人类的日常生活中发生的现象遵循的是传统物理规律，而不是量子力学的规律，量子规律只统治原子级的世界。

四、所遇到的问题

量子计算发展篇2

1.1巨型计算机巨型计算机的特点是：运算速度极快、存储空间巨大、功能强大。通常情况下，巨型计算机可以达到每秒百亿次以上的运算速度，其内存容量可达几百兆。巨型机是现阶段计算机技术发展水平的代表之一，在地质勘测、航空航天、国防、卫星、气象等领域有广泛应用，对这些领域的发展具有重要的影响作用。巨型计算机是未来计算机发展趋势之一，对其技术的研究能够有力推动计算机软硬件的应用技术的发展。

1.2神经网络计算机神经网络计算机是通过模仿人脑神经高效的运算功能而研究出的计算机技术。神经网络技术可以通过神经网络算法对较为复杂的信息进行处理、综合和判断，最后得出处理结果，其数据信息都是储存在神经节点中的，避免了由于各种因素而造成的神经元断裂、数据丢失或泄露等现象的发生。

1.3分子计算机分子计算机是使用分子方式对数据信息进行运算的，主要是使用分子晶体吸收信息电荷，并对其进行有组织的排列，从而达到更有效、更快捷的运算。分子计算机的特点是：存储信息时间长、存储量大、运算速度快、耗能少、体积小等。

1.4生物计算机生物计算机使用的是“蛋白质分子”构成的芯片取代了半导体硅片上原有的晶体管而研制成的计算机，它的特点是：运算速度快、存储量大、耗能低。生物计算机最主要的缺点是从其中提取信息比较困难，这一缺点也使得其使用率较低。不过在计算机技术未来的发展中，会通过不断创新和改进技术，使生物计算机扬长补短、发挥所长。

1.5量子计算机量子计算机是应用量子力学规律，并通过对量子信息进行高速的逻辑运算、数学运算、存储等处理过程的新技术。也就是说，当一台计算机使用的算法是量子算法，处理的信息是量子信息时，这台计算机就是量子计算机。量子计算机比普通计算机的运算速度快很多，且对信息的存储量要远比普通计算机大。量子计算机很有可能在不远的将来普及到千家万户。

1.6光计算机通过利用光替代电流或电子，可以极大的提高计算机的信息速度，可在同一时间处理大容量的信息，且耗电量微乎其微。光计算机技术是使用光内连技术和空间光调制器来实现的，通过光技术将存储部分和运算部分连接在一起，运算部分可以直接对存储部分进行存取。由于光的物理特性比电子的物理特性更适合传输，所以使用光传输，其传输速度更快、稳定性更强，不易出错。

1.7纳米计算机纳米技术是一种新兴的技术。一纳米相当于原子大小的四倍，比单个细菌略长些。纳米计算机是将纳米技术融入到传统的计算机技术中，而发展出来的一种新计算机技术。是通过将纳米元件集成的芯片应用到计算机系统中而形成的数据处理系统，其中纳米元件包括有计算机的电动机、处理器和传感器等。纳米元件可以很好的提升计算机的可靠性，使其导电性能大大增强。

量子计算发展篇3

本文针对于未来计算机技术发展与运用主要进行如下几个方面的分析和研究：一是详细分析了计算机技术迅速发展的原因。由于在需求的驱动下，并且计算机技术建立在共享信息的基础上，因此全面的促进了计算机技术的发展。另外，计算机技术稳定、迅速的选择机制也在客观上促进了计算机技术的发展。二是详细探讨了计算机技术的发展趋势。针对当今较为先进的计算机类型进行了具体的分析和研究，主要研究了如下几种计算机技术：智能化超级计算机、新型高性能计算机、量子计算机、分子计算机以及纳米计算机等等。三是分析了计算机技术的发展特点。计算机会向着高度，广度和深度发展。通过对上述3个方面的分析和研究，进而完成本文要呈现给读者的全部内容。

1 计算机技术迅速发展的原因分析

1.1 在需求的驱动下需要持续不断的创新

随着社会经济的发展，需要生产力不断的提高，才能够进一步满足社会经济的发展需求，因而需要在最短的时间内获得最大的生产效率。另外，由于生产力的发展需要大量的信息资源，因而需要运用先进的设备去传输大量的信息，这也在一定程度上促进计算机工业的发展。伴随着科学技术的发展，对计算机的性能以及能量等方面也有了更高的要求，因此，计算机技术需要比市场的需求要发展的迅速，这也在一定程度上督促了计算机技术的发展。

1.2 计算机技术建立在共享信息的基础上

计算机技术之所以得到迅速的发展还建立在共享信息的基础上，信息共享是科学技术进步的标志。只有将信息进行共享，才能够让计算机让更多的人所熟知，被更多的人所应用，才能够得到迅速的发展。计算机技术正是满足了信息共享的条件，将创造活动建立在最新的信息平台上，进而促进了计算机技术的发展。

1.3 稳定、迅速的选择机制

何为稳定、迅速的选择机制？主要就是指在大多数情况下，围绕计算机技术的若干选择判据和机制及其影响要素在同时发挥作用，选择的环境常常是非常敏锐和稳定的，这是计算机技术迅速发展的一个重要原因。具体体现在以下几个方面。

一是在计算机技术的实践方面。由于计算机技术是面向市场，面向用户的，因此，在实际的应用中，计算机技术需要面向多方面的选择，不仅需要被市场所接受，并且被用户所接受，才能够在激烈的市场竞争中占有优势。因此，计算机技术研究者为了能够更好的占有市场上的份额，在激烈的市场竞争中占有绝对的优势，需要不断的创新计算机技术，这在客观上也进一步促进了计算机技术的迅速发展。

二是计算机技术专家与用户团体之间的认识是一致的。计算机专家通过不断的研究新技术，使其能够更好的被用户所接受，用户通对计算机技术的了解，选择更好的计算机技术进行应用。归根结底，计算机技术专家与用户团体都是要选择最好的计算机技术。由此可见，计算机技术专家与用户团体之间的认识是一致的，选择机制在计算机技术的实践进化和认识进化之间明显地提供了一种双向的连接，这在一定程度上也促进了计算机技术的发展。

2 计算机技术的发展趋势分析

2.1 智能化超级计算机

伴随着社会经济的不断发展，也相应的促进了计算机技术的发展，进而计算机的功能和性能也在不断的提高，在如今的发展中，出现了智能化超级计算机。智能化超级计算机主要的优势在于计算机的结构采用的是平行处理技术，进而能够使智能化超级计算机系统在进行命令的执行过程中，能够对多项命令进行执行，并且可以在数据处理上也能够对多项数据进行同时处理[5]。另外，在运行速度上，智能化超级计算机运行速度也是非常快的。智能化超级计算机在设计上，与普通的计算机相比，智能化超级计算机是由上千个处理器组成的，能够完成更多的大型复杂的任务， 进而为各种大型的研究提供了很好的技术支持。智能化超级计算机具有更多的智能成份，在智能方面接近于人脑，能够进行更多的智力活动。在智能化超级计算机的实践方面，像很多电影中的特技效果都是通过智能化超级计算机来完成的。进而全面的促进了我国计算机技术的发展，也带动了整个计算机行业的发展。

2.2 新型高性能计算机

新型高性能计算机的问世，也进一步促进了计算机技术的发展。新型高性能计算机的优势在于应用的硅技术，其芯片的材料是由硅构成的，在未来的发展中，新型高性能计算机是计算机发展的趋势所在，并且在计算机专家的不断实践和探索中，新型高性能计算机技术会日渐的趋于成熟，有利于促进计算机行业的发展。

2.3 量子计算机

在二十一世纪计算机技术的发展中，会逐渐的向量子计算机发展。所谓的量子计算机主要就是指一种遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置[6]。量子计算机是基于量子效应基础上开发的，它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态。使信息沿着聚合物移动。从而进行运算。量子计算机技术虽然在技术研发方面还存在着很多的问题，但是，相信伴随着科学技术的发展和进步，量子计算机在计算机技术研发方法能够得到更大的突破，进而也会推动整个计算机技术的不断的发展，促进社会经济的发展和进步。

2.4 光子计算机

光子计算机也是计算机技术的发展趋势。光子计算机主要就是利用光子进行数据的传输，光子计算机主要有几下几个方面的技术特点。一是光子计算机在数据的传输上，由光子完全的取代了电子，并且光互连替代了导线的互联，大大的提高了数据传输的速度，促进了计算机技术的发展。二是不同波长的光能够对复杂的任务进行处理，并且光子计算机运算的速度更快，更有效率。

2.5 分子计算机

分子计算机主要的优势体型非常的小，并且存储量非常的大。分子计算机主要有以下几个方面的技术特点。第一，速度快。如果运用分子计算机进行计算，大概需要的时间为10微微秒，与人类的计算速度相比，至少比人类的计算速度快200万倍。第二，存储容量大。分子计算机1立方米的DNA溶液可存储1万亿亿的二进制数据。第三，耗能较小。分子计算机与电子计算机相比，电子计算机的耗能量大概是分子计算机的十亿倍。分子计算机是未来计算机的发展趋势，在未来的十年内，分子计算机技术就会相当的成熟，并且分子计算机也会得到广泛的应用，为人类进行更好的服务。

2.6 纳米计算机

纳米计算机也是未来计算机的发展趋势。纳米技术已经较为的成熟，并且已经被广泛的应用到各个行业中。但是，纳米技术在计算机行业的应用近几年才开始的。纳米技术在计算机领域的应用已经取得了显效的成果。相信在未来的20年内，纳米计算机会相继的问世，并且会得到广泛的接受和认可。纳米计算机主要有以下几个方面的优势，第一，通过采用纳米技术研究的计算机芯片，其体积与电子芯片相比，电子芯片的体积是纳米芯片的数百倍，第二，纳米计算机不仅不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。纳米计算机在日后的计算机发展中，会逐渐的成为主流，并且会被社会公众广泛的所接受。具体如图1所示。

3 计算机技术的发展特点分析

3.1 向“高”度方向发展

从计算机技术的发展特点上来看，首先表现在“高”上。“高”主要就是指计算机技术发展的2个方向，一是速度越来越快。从计算机技术更新的速度来看，可谓是越来越快，主要体现在各种处理器的高速运行，并且体现在多台计算机的并行操作，计算机技术发展速度越来越快，是市场选择的结果，市场竞争激烈，如果计算机不进行技术的创新，那么很容易被市场所淘汰，因而计算机技术在实际的发展中，各个计算机品牌都在研发自己的核心技术，以提高自身的市场竞争力，占有更多的市场份额，促进企业的良好发展。二是计算机性能越来越好。计算机的性能主要与处理器有关，在一个计算机中，一般有上千个处理器，而计算机技术的关键在于如何把大量的计算机连接起来，处理相互之间的高速通信。因此，在进行计算机技术的研发过程中，需要结合处理器的性能情况，更好地提高处理器的性能，才能够更好的推动计算机技术的发展。

3.2 向“广”度方向发展

就目前的形势来看，计算机技术已经被应用到各个行业当中，可以说，现如今各个行业已经无法离开计算机技术。并且随着计算机的普及，人们的娱乐、生活以及工作都需要以计算机为媒介进行，计算机技术正在向着更广泛的范围发展。相关研究学者认为，计算机的普及趋势可以称之为无处不在的计算。主要表现在未来的家庭生活中，计算机会成为人们生活中不可或缺的一部分，如在家庭中各种电器中寻找到计算机，也可能在未来的学校中，学生已经不再使用纸质的书籍，而是使用计算机。在计算机的价格上，会随着社会的发展，价格也会越来的越便宜，进而成为家庭生活中的日用品。由此可见，计算机会随着社会的发展向着更为广度的范围发展。

3.3 向“深”度方向发展

计算机技术还会朝着深度的方向发展。主要就是指信息的智能发展。计算机会通过采用自身的技术将大量的网络信息进行筛选，进而将有用的信息进行归纳，并且将有用的信息进行更好的利用。因此，对信息的处理是计算机技术研发的重要课题。在日后的计算机技术的发展中，计算机也会具备更多的智能成分，像可以通过人工语言的方法与计算机进行对话，进而能够做到人机交流，逐渐的实现虚拟现实技术在计算机领域的实现，促进人类社会的进步。

4 结束语

本文针对于未来计算机技术发展与应用进行了具体的分析和研究。通过本文的探讨，我们了解到，在计算机技术的发展过程中，不仅需要社会生产力的推动，还需要计算机技术人员的努力。只有全面提高自身的专业素质和专业能力，与时俱进，不断创新，才能够进一步促进我国计算机技术的进一步发展，促进我国社会经济的繁荣进步。

参考文献

[1]胡鸿彬，关冬辉.当前科技应用领域计算机发展的一些特点及在NMR中的应用[J].现代科学仪器，2009（03）.

[2]下一世纪计算机将给人类生活带来什么变化[J].质量天地，2010（06）.

[3]李志杰.任务驱动教学法在混凝土结构教学中的运用[J].中国新技术新产品，2011（02）.

[4]张舒婷.浅谈计算机技术的应用[J].太原大学教育学院学报，2011（S1）.

[5]邱志明.探索计算机科学与技术的发展趋势[J].黑龙江科技信息，2011（16）.

[6]黄建儿.浅析计算机科学与技术的发展趋势[J].民营科技，2011（09）.

量子计算发展篇4

0引言

计算机是我们工作生活中一个比较常见的物品，又被人们习惯性地称为“电脑”，它不仅被应用于高速数据跟逻辑的运算，而且具备强大的存储与修改功能，是一种现代化的智能电子设备。计算机有两部分主体结构，一部分是硬件系统，另一部分是软件系统，共同保障计算机的正常运转。伴随着科技水平的不断提升，计算机技术也在随之发展，计算机作为一个综合型的生活办公工具应用到人们生活工作中的同时，其发展备受人们的关注，相关行业人员也在致力于计算机的发展研究过程中，计算机技术的发展已经逐渐走上了一个越来越成熟的轨道。但是，当前计算机技术的发展也受到了一定的阻碍，人们过于关注对计算机娱乐方面的应用，比如聊天、网络购物等内容，却忽视了现代计算机技术的发展与创新，甚至不了解。本文将带领大家一起去了解一下现代计算机技术的发展历程以及未来的发展动向。

1计算机的发展历程

世界上第一台计算机出现在1946年2月，埃克特和莫克利这两位美国的发明家在美国的宾夕法尼亚大学共同将它研制出来。世界上第一台计算机的问世开启了人类社会发展的新篇章，让社会发展迈出了一大步，开启了人们的新生活，带领人们进入了信息革命时期。世界上第一台计算机跟我们现在的计算机外形差距较大，那台计算机有好几间房子一样大，但是它的计算速度却并没有高于我们现在使用的微型计算机。从世界上第一台计算机问世到现在我们使用的计算机，无数的计算机研发人员一直在努力，尤其是科学家冯诺依曼在计算机技术的发展进程中发挥了重要的作用，被后人称为“现代计算机之父”。冯诺依曼开启了计算机发展的新时代，带动了广大科研人员对计算机技术的研究。随着时间的推移，计算机的发展可以分为四代：

1.1电子计算机

电子计算机时代是计算机发展的第一个时代，从1946年开始，到1957年结束。电子计算机与世界上第一台计算机有些类似，电子元件是计算机的主要器件，电子计算机也因此得名。电子管具的体积比较大，但是存储的容量相对较小，因此电子计算机的耗电比较快，不具备稳定性。这类计算机一般应用于科学研究过程中，而且在电子计算机时代，计算机一般使用机器语言或者是汇编语言，并不具备系统软件。

1．2晶体管计算机

随着科学技术的不断发展，量子力学和固体物理能带论的不断呈现，开启了半导体器件的计算机时代，理论研究给半导体器件的发展奠定了理论基础，提供了实践的依据。早在20世纪50年代上下，点接触晶体管就被两位科学家研制出来。随着科学的发展，结型晶体管又相继问世。自此之后，晶体管的发展就步入一个相对成熟的轨道，成功的应用与计算机的发展过程汇总，让计算机的发展进入了第二个时代，也就是我们所说的晶体管计算机时代。晶体管计算机时代从1958年开始，结束于1964年。晶体管具有相对优势，它虽然体积较小，但是质量比较轻，而且工作的效率相对较高，散热比较少，损耗较低，对于电子管的效能发挥到了一定的程度，因此，二代计算机的体积在不断减少，但是使用的年限却在增加，这就为计算机的发展奠定了基础。除此之外，晶体管计算机的创新之处在于它拥有浮点算法这一新应用，对于计算机运算水平是一个大的提升，让计算机在数据处理以及工业控制方面有了更大的突破。

1．3中小规模集成电路计算机

随着晶体管的呈现，使得集成电路的发展更加顺畅。不久之后，科研人员开始着手于研究晶体管以及其他电学元件，以此来制作更加复杂高端精密的集成电路。在1959年，有位著名的发明学家叫做罗伯特罗伊斯，他发明的集成电路更加复杂化，是通过平面工艺生产出来的，可以应用于商业领域。从那之后，计算机开始利用中小规模集成电路来进行技术发展，也就随之进入了第三个计算机时代，被人们称为中小规模集成电路计算机时代。中小规模集成电路计算机时代与之前存在的两个计算机时代相比，又有所不同，中小规模集成电路计算机的中心部分仍旧是存储器，但是计算机的体积开始不断减小，与此同时，计算机的能耗在不断降低，但是运算的速度以及可靠的程度却又在不断提升过程中。除此之外，中小规模集成电路计算机的外部设备得到完善与更新，它的功能组件强化，不仅可以应用于数据处理，还能够在企业管理、辅助设计、辅助制造跟自动控制领域进行充分的应用。

1．4大规模和超大规模集成电路计算机

伴随着我国经济水平的提升，工业制造水平也在逐步提升，集成电路的技术有了新的发展。摩尔定律表明，当价格不变的时候，集成电路上能够容纳的晶体管数目，每隔18个月就能够增加一倍，在这个过程中，它的性能水平也在提升，计算机的发展进入了一个全新的时代，被人们称为大规模和超大规模集成电路计算机时代。自从1970年之后，以大规模集成电路和超大规模集成电路为标志的计算机开启了第四个全新的计算机时代。升级发展之后的第四代计算机的性能有了明显的优势，存储的容量明显得到了提升，在一个一厘米的圆形芯片上可以容纳上百万的电子元件。在这一时期，第四代计算机时代呈现出一个关键性的分化，大规模、超大规模集成电路为依托不断发展起来的微处理器以及微型计算机。微型计算机的发展可以大致分为四个阶段。第一个阶段是1971年到1973年，微处理器主要有三种，分别为4004、4040以及8008这个类型。第二个阶段是1973年到1977年，这一个时间段是微型计算机的发展以及创新的时期。第三个阶段是从1978年开始到1983年结束，在这一时间段里，是十六位微型计算机的发展阶段。第四个阶段从1983年开始，也是三十二位微型计算机的发展阶段。

2计算机技术的新发展方向与趋势

时代在不断变革和发展，大规模和超大规模集成电路计算机也处在一个时刻发展与创新的过程中，但是随着经济水平以及科技水平的提升，现代各个领域的发展也随之进行着，无论是生物领域还是物理领域，以及一些新材料的出现，都为新型计算机的发展奠定着前提条件。一系列新型计算机已经在酝酿发展的过程中，比如生物计算机、量子计算机、光子计算机以及纳米计算机等。或者这些新型计算机的发展还未成型或者技术发展没有十分成熟，但是它们的呈现代表着计算机技术发展的新方向与新趋势。

2.1生物计算机

生物计算机是一种全新的计算机类型，还有一个别名叫做仿生计算机，它的创新之处在于使用了生物芯片替代了原本半导体上大量晶体管。生物计算机主要通过生物工程技术所出现的蛋白质分子来作为主要的原料以及生物芯片，所以被叫做生物计算机。脱氧核糖核苷酸上存在着一些遗传信息，它是一种双螺旋结构，因此，它具有强大的存储优势，而且运算能力非常强大，与传统硅片相比更是略胜一筹。数据显示，一毫克的DNA的存储能力与一万片的光碟片差不多大容量。除此之外，DNA还具有超能力，能够同时进行兆个运算指令。这一系列的优势因素都给生物计算机的成熟发展奠定了基础，让它具备了集成电路所没有的优势，大致可以归结于五点。第一点，生物计算机的体积比较小，但是容量却比较大。第二，生物计算机具有良好的可靠性，这主要得益于计算机的内部芯片，一旦出现问题，这个内部芯片可以自行进行恢复。第三，生物计算机的存储量比较大，有关数据显示，一立方米的生物大分子溶液里大约可以存储一万亿的二进制数据。第四，生物计算机的运算速度比较快，这主要得益于DNA能够同时处理兆个指令的特别优势。第五，生物计算机具有良好的并行性。跟过去的计算机不同的是，生物计算机得益于DNA与蛋白质，因此充分发挥并行功能。生物计算机以它独特的优势成为21世纪科学技术发展的一个重要工程，当前，生物计算机的发展方向主要有两个，一个是研制有机分子元件，利用它来替换半导体元件，为分子计算机的出现提供帮助。另一个是通过不断探究人脑结构跟思维规律来研究生物计算机的结构，为生物计算机的成熟呈现奠定基础。

2．2量子计算机

量子计算机也是新型计算机技术发展的产物，它是建立在量子力学规律以及依托量子效应和量子比特而进行的超速运算、强大存储的一种新型计算机装置。假如这个装置处理和运算时使用的是量子信息，那么在进行量子算法的时候，就是所谓的量子计算机。量子计算机与一般计算机的一个不同之处在于它不仅能够使用0和1进行存储，还能够用粒子的量子叠加来进行存储信息的汇总。有关数据显示，一个四十位元的量子计算机可以解开一千零二十四位的集成电路计算机需要花费几十年才能够解决的问题。量子计算机的运算速度令人惊叹。到现在为止，全球还没有呈现出一个成熟意义上的量子计算机，不同国家和地区的科研人员仍然没有放弃努力，致力于对量子计算机的研究过程中，呈现出许多跟量子计算机相关的科学方案以及科学假设。在实际研究过程中，这一系列的科学方案仍然存在着一些不成熟的地方，但是伴随着时代的进步，相信量子计算机终究会被攻克，完美地呈现在人们的生活中。

2．3光子计算机

科学技术的发展带动着光学的发展，科研人员开始着手用光子来替代电子，光运算开始慢慢取代电运算，一系列的光学元件开始取代电子元件与电子设备，不断应用于电子计算机的发展过程中。光子计算机主要是运用光信号进行数字运算、逻辑测算以及信息的存储处理等的新型计算机，主要的优势可以归纳为三个方面：第一，强可靠性，光子没有电荷，所以就不存在电磁相互作用，具有较强的可靠性。第二，光子计算机的运算速度极高，光子的并行性比较强，因此具有较强的处理能力，加上光子传播速度很快，进一步提升了光子计算机的运算速度。第三具有超大的存储容量，光子互联不受到电磁的干扰，因此具有较高的互联密度。

2．4纳米计算机

纳米材料作为一种新型的高科技材料，在薄膜晶体管中的应用解放了传统意义上的晶体管。纳米计算机解决了一些顽固的技术难题，与此同时，由于纳米材料研发的芯片具有更低的生产成本，因此，纳米计算机的发展前景更加乐观。作为21世纪科学技术发展的一个重要方向，相信随着科研人员的不断探索与发现，纳米计算机技术一定可以随着时间的推移走进我们老百姓的生活中，帮助我们解决日常生活中的一系列问题。

3总结

时代在不断发展，科学技术水平也在不断提升。社会的进步和发展对于现代计算机技术的发展要求越来越高，计算机作为人们工作生活中一个必不可少的辅助用品，必将走在不断发展的路上，微型、智能、多功能发展，生物计算机、量子计算机、光子计算机以及纳米计算机等一系列新型计算机，作为现代计算机技术的一个发展方向与趋势一定可以破除各种技术阻碍，通过科研人员坚持不懈的努力成为老百姓生活中的一部分，为美好生活的构建增添色彩。

【参考文献】

［1］黄艳云.计算机技术的创新过程研究[J].计算机技术应用,2013(08).

［2］李育英,谭贤楚.计算机发展与社会进步[J].理论探新,2010(09).

［3］雷宏泽.浅谈计算机网络的发展历程与发展方向[J].青年文学家,2013(29).

［4］李文倩.个人计算机的发展趋势[J].工程技术的发展历程,2012(09).

［5］胡军,吴立春.刍议计算机科学与计算机发展的认识与思考[J].科技向导,2011(35).

［6］高纲领.浅议计算机发展与社会进步[J].科技资讯,2011(14).

［7］李文博.量子计算机的设计原理与运用领域解析[J].科技前沿,2014(11).

［8］谢小雨,薛慧,顾琳玲.计算机的发展趋势[J].科技向导,2011(24).

量子计算发展篇5

中图分类号:TP39 文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 02-106-01

1量子力学对计算机技术发展的影响

自1646年第一台电子计算机问世以来,其芯片发展速度日益加快。按照芯片的摩尔定律 ,其集成度在不久的将来有望达到原子分子量级。在享受计算机飞速发展带来的种种便利的同时,我们也不得不面临一个瓶颈问题,即根据量子力学理论,在芯片发展到微观集成的时候,量子效应会影响甚至完全破坏芯片功能。因此,量子力学对计算机技术发展具有决定性作用。

1.1量子力学简介

量子力学是近代自然科学的最重要的成就之一. 在量子力学的世界里,一个量子微观体系的状态是由一个波函数来描述的,而非由粒子的位置和动量描述,这就是它与经典力学最根本的区别。

1.2量子力学与量子计算机

量子力学的海森堡测不准原理决定了粒子的位置和动量是不能同时确定的()。当计算机芯片的密度很大时(即很小)将导致很大,电子不再被束缚,产生量子干涉效应,而这种干涉效应会完全破坏芯片的功能。为了克服量子力学对计算机发展的限制,计算机的发展方向必然和量子力学相结合,这样不仅可以越过量子力学的障碍,而且可以开辟新的方向。

量子计算机就是以量子力学原理直接进行计算的计算机.保罗•贝尼奥夫在1981年第一次提出了制造量子计算机的理论。量子计算机的存储和读写头都以量子态存在的,这意味着存储符号可以是0、1以及它们的叠加。

2量子计算机的优点

近年来的种种试验表明,量子计算机的计算和分析能力都超越了经典计算机。它具有如此优越的性质正在于它的存储读取方式量子化。对量子计算机的原理分析可知,以下两个个特性是令量子计算机优越性的根源所在。

2.1存储量大、速度高

经典计算机由0或1的二进制数据位存储数据,而量子计算机可以用自旋或者二能级态构造量子计算机中的数据位,即量子位。不同于经典计算机的在0与1之间必取其一,量子位可以是0 或者1,也可以是0和l的迭加态。

因此,量子计算机的n个量子位可以同时存储2n个数据,远高于经典计算机的单个存储能力; 另一方面量子计算机可以同时进行多个读取和计算,远优于经典计算机的单次计算能力。量子计算机的存储读取特性使其具有存储量大、读取计算速度高的优点。

2.2可以实现量子平行态

由量子力学原理可知,如果体系的波函数不能是构成该体系的粒子的波函数的乘积,则该体系的状态就处在一个纠缠态,即体系的粒子的状态是相互纠缠在一起的。而量子纠缠态之间的关联效应不受任何局域性假设限制,这使两个处在纠缠态的粒子而言,不管它们离开有多么遥远,对其中一个粒子进行作用,必然会同时影响到另外一个粒子.正是由于量子纠缠态之间的神奇的关联效应, 使得量子计算机可以利用纠缠机制,实现量子平行算法,从而可以大大减少操作次数。

3量子计算机发展现状和未来趋势

3.1量子计算机实现的技术障碍

到目前为止,世界上还没有真正意义上的量子计算机,它的实现还有许多技术上的问题。

量子计算机的优越性主要体现在量子迭加态的关联效应. 然而,环境对迭加态的影响以及迭加态之间的相互作用会使这种关联效应减弱甚至丧失,即量子力学去相干效应.因此应尽量减少环境对量子态的作用。同时,万一由于相干效应引入了错误信息,必需能及时改正,这需要进一步的研究和实验。

另一方面,量子态不能复制,使得不能把经典计算机中很完善的纠错方法直接移植到量子计算机中来.由于量子计算机在计算过程中不能对量子态测量, 因为这种测量会改变量子态, 而且这种改变是不可恢复的,因此在纠错方面存在很多问题。

3.2量子计算机的现状

由于上述两种原因,现在还无法确定未来的量子计算机究竟是什么样的, 目前科学家门提出了几种方案.

第一种方案是核磁共振计算机. 其原理是用自旋向上或向下表示量子位的0 和1 两种状态,重点在于实现自旋状态的控制非操作,优点在于尽可能保证了量子态和环境的较好隔离。

第二种方案是离子阱计算机. 其原理是将一系列自旋为1/2 的冷离子被禁锢在线性量子势阱里, 组成一个相对稳定的绝热系统,重点在于由激光来实现自旋翻转的控制非操作其优点在于极度减弱了去相干效应, 而且很容易在任意离子之间实现n 位量子门。

第三种方案是硅基半导体量子计算机. 其原理是在高纯度硅中掺杂自旋为1/2的离子实现存储信息的量子位,重点在于用绝缘物质实现量子态的隔绝,其优点在于可以利用现代高效的半导体技术。

此外还有线性光学方案, 腔量子动力学方案等.

3.3量子计算机的未来

随着现代科学技术的发展,量子计算机也会逐渐走向现实研制和现实运用。量子计算机不但于未来的计算机产业的发展紧密相关,更重要的是它与国家的保密、电子银行、军事和通讯等重要领域密切相关。实现量子计算机是21 世纪科学技术的最重要的目标之一。

参考文献:

[1]胡连荣. 速度惊人的量子计算机[J].知识就是力量

[2]付刚.“量子计算机”解密[N].中安在线-安徽日报

量子计算发展篇6

从第一台计算机问世算起，计算机已经经历了60多年的发展，且其在缩小性、运算速度、开发成本上均取得了十分明显的进步。随着社会科学技术的不断发展和人们日益加快的生活节奏，使得计算机的应用逐渐迈入多元化，无论是在工业领域、教育领域、军事领域，还是社会生活各个方面、国民经济各个部门均设计计算机科学技术的应用。因此，对于计算机科学与技术的发展趋势作出分析论述，来对于未来发展有一个整体的方向把握就显得十分必要，对于我国社会主义现代化建设稳步发展具有积极的现实意义。

一、计算机科学与技术发展现状概述

当前，计算机的应用趋于普及，在实际问题的解决中，人们对于计算机的运用越来越多，计算机开始成为一种支柱性力量，影响着社会生活的方方面面。同时，计算机应用的综合化、专门化特点也逐渐凸显，如智能化家用电器的应用，在很大程度上为人们的生活提供了便利，促进了某些经济政策的发展。此外，以使用人群不同需求为依据，各种笔记本、台式机不断诞生、更新及改造。可以说，当下的计算机与技术发展是一个欣欣向荣的局面。

二、计算机科学与技术发展的大方向

如图 1 所示，为世界第一台计算机。从第一台计算机诞生至今，计算机科学与技术取得了日新月异的发展，为世人所瞩目。结合其发展现状来看，计算机科学与技术的发展主要着眼于以下三个大方向。

2.1 更加高效

随着计算机科学与技术的发展，计算机的稳定性和速度必将进一步提升。就英特尔开发研制的微处理器来看，晶体管的集成已超过10亿以上。这也就意味着一台计算机课使用并处理更多的处理器。具体来讲，即包括：计算机之间的联系更加高效，使处理机间的通信更加高效。计算机管理更加高效，实现其间的协调配合。

2.2 更加广泛

计算机科学与技术在未来的发展更加广泛，从而逐渐将网络化渗透到各个领域。可以想象，若干年后，也许学生的书本都被计算机所代替，计算机的价格将十分便宜，甚至会出现一次性的计算机。归结来讲，未来的计算机科学与技术在使用的便利性和频率上将会不断提高，从而同人们的生活更加密不可分。

2.3 更加深入

计算机科学与技术的深入发展主要指的是人工智能。在对人工智能的不断研究中，人机交流将更加快捷、灵活、方便。且同时对于百年储存器研发也是计算机科学与技术发展的一个方向。可以说，伴随着计算机科学与技术的深入发展，计算机将进一步拓宽现有功能领域，来实现更为优秀、全面的现实应用。

三、计算机科学与技术的具体发展趋势分析

3.1 出现高性能的新型计算机

随着硅芯片技术的不断成熟，硅技术也在开发方面表现出巨大的潜力。国际上，对于量子计算机、纳米计算机、光子计算机的研究被纷纷提到日程上来。第一， 量子计算机。 如图2所示是硅芯片上16个量子位的光学图，可以说，硅芯片技术是量子计算机发展的基础。量子计算机是在遵循量子力学规律的基础上的物理装置，能够进行逻辑运算、高速数学运算及量子信息的储存与处理。相比于传统计算机，量子计算机在计算速度、数据存储方面均有着大幅度的提升。且在安全性、安保体系等方面，量子计算机具有着传统计算机难以比拟的优势。第二，纳米计算机。同量子计算机一样，纳米计算机的实现也是以硅芯片技术为支持的。所谓纳米计算机，就是运用纳米技术来制作计算机芯片，从而出体积极小的内存芯片，仅相当于人头发丝直径的千分之一。该类型计算机在计算时只存在非常小的能量消耗，甚至可以忽略，且相比于现有计算机，纳米计算机的性能要高出许多，总体包括造价低、体积小、性能好、存量大等。第三，光子计算机。其是以光子来进行数据的计算、传输及存储的，是传统计算机基础上光子对电子的更替，即由导线互联向光互联的转变。光子计算机的出现是计算机硬件结构的巨大变革，光硬件将取代电子硬件，且在运算方式上，也成为光运算。就光子计算机原理来看，不同数据用不同波长的光进行代表，实现了对计算量大、复杂度高任务的快速处理。

3.2 出现智能化超级计算机

超级计算机的突出特点就是智能化，其设计结构十分独，通过新平行处理技术的采用，实现了计算机系统中对多个数据、多条指令的同时处理与执行。上述这一特点的存在，使得超级计算机在运算速度上要大大高于普通计算机。同时，一般情况来讲，超级计算机中大量处理器的运行时并行的，其能够轻易完成普通服务器或计算机需要大量时间完成或无法完成的计算。在尖端技术领域当中，运用超级计算机可进行模型推演或数据分析，只需通过计算机运行就可对一些实验进行模拟。此外，因超级计算机的性能同人类大脑十分接近，故在人们生活领域当中，超级计算机能够为人们的工作、生活提供诸多便利。如在动画制作中，运行超级计算机来达到绚丽夺目的视觉效果等。

3.3 网络发展更进一步

计算机网络的发展大致可以划分为三个主要阶段：第一阶段是从1968 年到 1986 年的 ARPAnet 阶段，这是美国的研究以及试用阶段；第二阶段是从 1986 年到 1995 年的 NSF 网络阶段，该阶段是美国互联网科研应用阶段，计算机联网以及互联标准化问题得以解决，开放式系统互联参考模式被提出；第三阶段是从1995年开始至今的计算机网络商业化发展阶段，这也是国际化联网快速高速发展的阶段，网络的影响波及全球。要对计算机网络进行规划与设计，首先要明确网络的分类方式。在此，笔者详细介绍两种网络分类方式：第一种，以网络地理位置为划分标准，可以将网络分为局域网、城域网以及广域网，其中，局域网和广域网是重点，局域网是其他两种网络类型的基础，广域网最具代表性的就是Internet。第二种，按照网络拓扑结构，可以分为星型网络、环形网络以及总线型网络，此外的树型网、簇星型网等类型网络都是建立在以上拓扑结构基础之上的。

四、结语

计算机科学与技术的未来，是一个更加高效、更加广泛、更加深入的发展趋势，随着具体计算机科学技术的不断涌现，人们的生活也必将随之改变。且我们有理由相信，保持当前计算机科学技术上升的良好势头，上述内容所提到的具体科学技术必将得以实现，从而更好地服务于社会经济、文明发展。

参 考 文 献

量子计算发展篇7

一、 前言

计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。自从1944年世界上第一台 电子 计算机诞生以来，计算机技术迅猛发展，传统计算机的性能受到挑战，开始从基本原理上寻找计算机发展的突破口，新型计算机的研发应运而生。未来量子、光子和分子计算机将具有感知、思考、判断、学习以及一定的自然语言能力，使计算机进人人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命，对人类社会的发展产生深远的影响。

二、智能化的超级计算机

超高速计算机采用平行处理技术改进计算机结构，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，进一步提高计算机运行速度。超级计算机通常是由数百数千甚至更多的处理器(机)组成，能完成普通计算机和服务器不能计算的大型复杂任务。从超级计算机获得数据分析和模拟成果，能推动各个领域高精尖项目的研究与开发，为我们的日常生活带来各种各样的好处。最大的超级计算机接近于复制人类大脑的能力，具备更多的智能成份.方便人们的生活、学习和工作。世界上最受欢迎的动画片、很多耗巨资拍摄的电影中，使用的特技效果都是在超级计算机上完成的。日本、美国、以色列、

3.分子 计算 机

分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息，并以更有效的方式进行组织排列。分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。转换开关为酶，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。生物分子组成的计算机具备能在生化环境下，甚至在生物有机体中运行，并能以其它分子形式与外部环境交换。因此它将在医疗诊治、遗传追踪和仿生工程中发挥无法替代的作用。目前正在研究的主要有生物分子或超分子芯片、自动机模型、仿生算法、分子化学反应算法等几种类型。分子芯片体积可比现在的芯片大大减小，而效率大大提高，分子计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍。分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的dna溶液可存储1万亿亿的二进制数据。分子计算机消耗的能量非常小，只有 电子 计算机的十亿分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白质分子，所以分子计算机既有自我修复的功能，又可直接与分子活体相联。美国已研制出分子计算机分子电路的基础元器件，可在光照几万分之一秒的时间内产生感应电流。以色列 科学 家已经研制出一种由dna分子和酶分子构成的微型分子计算机。预计20年后，分子计算机将进人实用阶段。

4.纳米计算机

纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围，质地坚固，有着极强的导电性，能代替硅芯片制造计算机。“纳米”是一个计量单位，大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从20世纪80年代初迅速 发展 起来的新的前沿科研领域，最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特定功能的产品。现在纳米技术正从微电子机械系统起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积只有数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。美国正在研制一种连接纳米管的方法，用这种方法连接的纳米管可用作芯片元件，发挥电子开关、放大和晶体管的功能。专家预测，10年后纳米技术将会走出实验室，成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好，将逐渐取代芯片计算机，推动计算机行业的快速发展。

我们相信，新型计算机与相关技术的研发和应用，是二十一世纪科技领域的重大创新，必将推进全球 经济 社会高速发展，实现人类发展史上的重大突破。科学在发展，人类在进步， 历史 上的新生事物都要经过一个从无到有的艰难历程，随着一代又一代科学家们的不断努力，未来的计算机一定会是更加方便人们的工作、学习、生活的好伴侣。

参考 文献 ：

[1]刘科伟，黄建国.量子计算与量子计算机.计算机工程与应用，2002，(38).

[2]王延汀.谈谈光子计算机. 现代 物理知识，2004，(16).

量子计算发展篇8

中图分类号 TP 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0114-01

当前，计算机技术获得了迅猛发展，广泛地应用于人们的生活中，给人们的生活带来了巨大的便利，计算机技术也从单一化领域逐步发展到多元化领域。但随着社会经济的发展，各行各业对计算机技术的要求越来越高，要适应社会需求，就必须深入研究计算机技术，以使计算机技术更好地满足社会需求。

1 计算机技术的兴起

计算机技术的兴起要追溯到1946年美国宾夕法尼亚大学莫尔学院研制的大型电子数字积分计算机，这标志着计算机时代的到来。这样的机器当时是为军方研制的，后通过多次的技术改造，这台计算机能进行各种科学计算，应用的领域拓宽。但该台计算机的程序设备还是外加式的，运行速度较快，但存储容量较小，与现代计算机还存在较大差距。直到数学家冯・诺伊曼领导的设计小组对计算机技术进行了重大突破，在1946年完成了《电子计算机装置逻辑结构初探》，这一设计成果引发了存储程序式计算机的制造，英国率先完成了电子离散时序自动计算机，美国相继完成了东部标准自动计算机，计算机的自动化程度越来越高，进入了迅速发展期。

20世纪中期计算机技术获得了高速发展，也有单纯的计算机硬件发展到集硬件、软件和固件等为一体的计算机技术系统，此系统的性能大大提升。同时这一时期，计算机类型开始分化，如通用计算机、小型计算机、微型计算机等类型，此外还有一些专用的计算机如模拟数字混合计算机等。20世纪后期，计算机技术开始逐步应用到社会的各个角落，计算机的性能也获得了提升。不管是家庭、还是企业、机关，计算机都广泛地发挥着作用，成为人们工作生活中不可获取的一部分。目前计算机技术已经决定了计算机的发展方向，其设备如音响系统、操作系统等技术性很强，涉及到电子学、光学、机械学等多种学科，同时又要受到电子加工工艺水平、精密机械工艺水平的影响。

2 未来计算机技术的应用

随着硅芯片技术的快速发展，硅技术也越来越接近物理极限，为了解决物理性对硅芯片的影响，世界各国都在加紧研制新技术，计算机领域将会出现一些新技术，给计算机的发展带来质的飞跃。虽然这些新型计算机技术还在发展中，但不久这些新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会遍布我们生活的各个领域，获得广泛的应用。

2.1 量子计算机

这种计算机是根据量子效应设计出来的，借助链状分子聚合物的特性来实现开关状态，分子状态变化借助于激光脉冲改变，使相关的信息跟着聚合物转变，然后实现运算。量子计算机是立足于力学规律之上进行运算及存储信息的，量子计算机的存储量是非常大的，不仅能高速地处理数据，还有着安全的保密体系。量子计算机技术的发展是科学界一直追逐的梦想，现在还只是利用了量子点操纵、超导量子干涉等方面，此领域还有待更进一步的研究，量子计算机的应用必会给未来计算机技术发展带来新机遇。

2.2 光子计算机

光子计算机也就是全光数字计算机，就是用光子代替电子，用光互连代替导线互联，光硬件代替电子硬件，从而实现光运算代替电子运算。光与电子相比，其传播速度非常快，它的能力超过了现有电话电缆的很多倍，同时光子计算机在一般室温下就可以使用，不易出现错误，和人脑具有类似的容错性。这些优势必会提高计算机的效能，使光子计算机获得广泛的发展与应用。

2.3 生物计算机

生物计算机也即是分子计算机，其运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质相互作用的过程。生物计算机的转换开关是由酶来担当的，要更好地显现出酶，就需要酶和蛋白质融合在一起。通过这种技术制作的生物计算机体积小，耗电少，存储量大，还能运行在生化环境或者有机体中，比较适合应用于医疗诊治及生物工程等。

2.4 纳米计算机

纳米属于计量单位，大概是氢原子直径的十倍。纳米技术从开始就受到了科学家们的关注，也是80年代初迅速发展起来的前沿技术，科学家们一直深入研究。现在纳米技术应用领域还局限于微电子机械系统，还没有真正应用于计算机领域。在微电子机械系统中应用纳米技术知识，是在一个芯片上同时放传感器和各种处理器，这样所占的空间较小。纳米技术如果能应用到计算机上，必会大大节省资源，提高计算机性能。

3 未来计算机技术的发展趋势

3.1 无线化趋势

计算机实现无线化一直是人们梦寐以求的，这与当前笔记本实现的无线是不同的，未来计算机无线化是指网络与设备间的无线连接，如果无线化得到了实现，未来在家中使用台式电脑比用笔记本还方便，因为显示器与主机不用再连线。也就是说实现无线显示器，这种技术被称为UWB技术，属于无线通信技术，可以为无线局域网和个人局域网提供方便，带来低功耗、高带宽的优势。

3.2 网络化趋势

目前，信息技术获得了快速发展，计算机也越来越普及，各种家用电器也开始走向智能化，未来有可能实现家电与计算机之间的网络连接，计算机可以通过网络调控家电的运作，也可以通过网络下载新的家电应用程序，从而提高家电的性能。同时利用互联网也可以远程遥控家中的家电，在办公室就能让家中的电器工作，为生活提供便利。

3.3 人性化趋势

计算机的普及必会要求计算机更好地为人服务，这就需要计算机与人之间的交流要人性化，这样人们才会真正使用计算机。要实现这个目标，计算机的交互方式将会走向多样化，可以通过书写控制，也可以通过语言控制、眼镜控制等。随着智能化的提升，计算机可以自动选择操作流程，使用起来较为简单，有可能达到与家用电器操作一样简单，使用者不需要专门学习就能操作。

总之，随着信息技术的发展，计算机给人们的生活带来了诸多便利。目前，一些新型的计算机技术已经开始应用到一些领域，未来计算机技术的发展必会超出人们的预想。

量子计算发展篇9

一、计算机科学与技术的历史步伐

已去的20 世纪，是计算机飞速发展的一个时期。世界上第一台电子计算机“ENIAC”诞生于1946年，至此计算机的发展才不过60年的光阴。现代计算机体系结构的形成及其技术实现的有关发明，主要归功于两位数学家，与四位物理学家，由于他们的不懈努力奠定了计算机科学与技术发展的基石。

英国数学家布里顿.艾伦.图灵和美国数学家冯.诺依曼在计算机体系结构方面做出了巨大的贡献。1935 年到1936年间由图灵设计的抽象计算机“图灵机”成为计算机发展历史中的里程碑，因此，图灵被人们公认为计算机科学之父。冯.诺依曼在1945年总结了ENIAC计算机的优缺点， 提出了基于存储程序的通用电子计算机EDVAC逻辑设计方案，1952年成功设计建造，它在体系结构设计中实现了数字化的计算过程、存储程序控制并按电子学原理工作，这三点奠定了现代计算机体系结构的基础，因此，人们又把现代计算机称之为“冯.诺依曼计算机”。

1947美国贝尔实验室的物理学家威廉.肖克莱、约翰.巴丁和沃尔特.布莱顿共同发明了晶体管，他们一起成为了晶体管之父。11年之后，美国物理学家杰克.基尔比研制出第一块集成电路（IC），从此，以晶体管为基础的芯片按照摩尔预言的速度发展，带来了今天计算机的普及，基尔也成为了电子学革命之父。

大规模集成电路的发展和微处理器的出现，其直接成果就是带来了计算机的高性能和快速小型化，1971年，世界上第一款微处理器—Intel4004问世，1978年，英特尔公司开发出了8086，首次用于IBM PC机中，电脑走入家庭。一个全新的概念“个人电脑（PC）”取代了“微电脑”的概念，

二、计算机科学与技术得到发展的原因

（一）日新月异的时代需求

起初对计算机的时代需求为“二战”时期，有着对各种信息进行处理加工的欲求，这样促使进算计的研发运用。随后信息化时代的快速发展，计算机的运算速度也在不断的提高，存储功能不断强大，使其在教育、经济等领域迅速发展普及。市场激烈的竞争之下，计算机要顺应社会需求，不断的研发变化着，无形的竞争很大程度上促进了计算机科学技术的发展进步。

（二）稳定的选择机制基于计算机技术

对于相互竞争的技术价值做出一个共识性判断之前需要一段时间，这种不确定因素可能最后影响选择机制。大多数，同时发挥作用的围绕计算机技术的若干选择判据和机制及其影响要素，选择的环境常常是非常敏锐和稳定的，这是计算机技术迅速发展的一个重要原因。

在实践中，最强的技术性创新，把经济之间的激烈竞争转化为了技术性的较量。其计算机的发展在工程学科和应用学科也给我们许多启发。这使计算机的选择机制判断更加稳定明显，这样就更容易解决计算机在生产生活的运用中所存在的各种问题。同时，计算机选择机制的发展与计算机的发展是一种双向促进的关系，一种技术的发展可以促进另一种技术的进步。

（三）科学技术的发展离不开计算机技术的支持

新一代的技术与其他领域结合，又为了满足其需求不断的研发更新，慢慢计算机技术成为生活生产中的重要工具，并成为其他行业生产中重要的工具，直接与间接的促进了各个行业科学技术的发展，最终提高了社会的经济水平。

三、计算机科学与技术的发展趋势

计算机的具体发展趋势主要分为两大部分：

（一）智能化

智能化计算机是指设计结构独特并采用平行的处理技术，对计算机中的多个数据及多种指令可进行同时处理和分析的一种超级计算机。超级计算机相对于普通的计算机来说有着更高的运算速度。这些更智能化的计算机跟接近与人类大脑的性能，可以为人们生活和工作提供方便。更可以在某些高端行业，帮忙处理大量繁杂数据，提高工作效率，节省时间与成本。这也就是计算机发展的趋势是更人性化，更智能化。

（二）新型计算机

计算机的发展是基于硅芯片技术的不断更新，但由于需求的不断加强，硅芯片的研发潜力已近极限。所以很多新型计算机就成为了计算机技术的发展趋势。

（1）纳米计算机。计算机技术与纳米技术相结合，便有了纳米计算机。纳米元件与电子元件相比，其体积较小，质地优良且导电性能较高，完全可以取代传统的硅芯片。纳米技术兴起于20世纪80年代初，纳米作为一种计量单位，它的目标是使人类可以自由的操作原子。使用纳米级芯片组成的纳米计算机的能耗非常小，几乎可以忽略不计，性能上远远高于现有的计算机，所以纳米计算会是计算机技术的发展趋势之一。

（2）量子计算机。量子力学的原理来对大量数据进行运算以及存储和分析处理的源自可逆计算机的一种物理装置，而量子计算机就是基于这个。量子效应是量子计算机研发的基础，这种计算机中，开与关的状态是通过激光脉冲来改变一种链状分子聚合物的特性来决定的。由于量子的叠加效应，与传统计算机对比而言，量子计算机存储的数据量要大得多，还有就是，其运算速度是传统计算机的十亿倍。除了其存储性能及运算速度方面的优势外，其在安全性及安保体系等方面的优良性能也远远高于传统计算机。这也成为了计算机发展的另一趋势。

（3）光子计算机。光子计算机是利用光子进行计算，用光子代替传统的计算机通过电子进行数据计算、传输和储存。并把传统计算机的导线互联转变成了光互联。传统的计算机硬件结构复杂，多数为电子硬件，而光子计算机则为光子硬件，并为光运算，不同的数据是由光的不同波长表现出来的，对于复杂的任务可以进行快速处理。成为新型计算机一员。

四、总结

量子计算发展篇10

1 前言

计算机由机械技术向电子技术以及生物技术、智能技术的转变，为我们的生活带来了巨大的变化。计算机已经拥有了60年的发展历程，共经历了5个重要的发展阶段，将在不久的未来经历第六个发展阶段。

2 计算机发展历史

（1）电子管计算机（1946-1958年）

用阴极射线管或汞延尺线作主存储器，外存主要使用纸带、卡片等，程序设计主要使用机器指令或符号指令，应用邻域主要是科学计算。

（2）晶体管计算机（1958-1964年）

主存储器均采用磁蕊存储器，磁鼓和磁盘开始用作主要的外存储器，程序设计使用了更接近于人类自然语言的高级程序设计语言，计算机的应用领域也从科学计算扩展到了事务处理，工程设计等各个方面。

（3）小规模集成电路计算机(1964-1971年)

半导体存储器逐步取代了磁芯存储器的主存储地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，计算机也进入了产品标准化、模块化、系列化的发展时期，使计算机使用效率明显提高。

（4）大规模集成电路（1972年-至今）

大规模、超大规模集成电路应用的一个直接结果是微处理器和微型计算机的诞生。微处理器自1971年诞生以来几乎每隔二至三年就要更新换代，以高档微处理器为核心构成的高档微型计算机系统已达到和超过了传统超极小型计算机水平，其运算速度可以达到每秒数亿次。由于微型计算机体积小、功耗低、其性能价格比占有很大优势，因而得到了广泛的应用。

（5）人工智能计算机——神经计算机。

其特点是可以实现分布式联想记忆．并能在一定程度上模拟人和动物的学习功能。它是一种有知识、会学习、能推理的计算机，具有能理解自然语言、声音、文字和图像的能力，并且具有说话的能力，使人机能够用自然语言直接对话，它可以利用已有的和不断学习到的知识，进行思维、联想、推理，并得出结论，能解决复杂问题，具有汇集、记忆、检索有关知识的能力。

3 计算机发展前景展望

计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。计算发展如此之快，计算机界据此总结出了“ 摩尔法则”，该法则认为每 18个月左右计算机性能就会提高一倍。因此，在未来，第六代计算机发展方向如下：

（1）分子计算机

分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息，并以更有效的方式进行组织排列。分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。转换开关为酶，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。生物分子组成的计算机具备能在生化环境下，甚至在生物有机体中运行，并能以其它分子形式与外部环境交换。因此它将在医疗诊治、遗传追踪和仿生工程中发挥无法替代的作用。分子芯片体积可比现在的芯片大大减小，而效率大大提高， 分子计算机完成一项运算，所需的时间仅为10 微微秒，比人的思维速度快 100 万倍。分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的DNA溶液可存储 1 万亿亿的二进制数据。分子计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白质分子，所以分子计算机既有自我修复的功能，又可直接与分子活体相联。

（2）光子计算机

光子计算机利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储。在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，这远胜于电子计算机中通过电子“0”和“1” 状态变化进行的二进制运算, 可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速的并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。

（3）量子计算机

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机是基于量子效应基础上开发的，它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态，使信息沿着聚合物移动，从而进行运算。量子计算机中的数据用量子位存储。由于量子叠加效应，一个量子位可以是0或1，也可以既存储0又存储1。因此, 一个量子位可以存储2个数据，同样数量的存储位，量子计算机的存储量比通常计算机大许多。同时量子计算机能够实行量子并行计算，其运算速度可能比目前计算机的 PentiumⅢ晶片快10亿倍。

（4）纳米计算机

纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围, 质地坚固,有着极强的导电性, 能代替硅芯片制造计算机。“纳米”是一个计量单位, 一个纳米等于10-9米, 大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从20世纪80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域，最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特定功能的产品。现在纳米技术正从微电子机械系统起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积只有数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源， 而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。

（5）生物计算机[1]

量子计算发展篇11

1计算的本质

抽象地说,所谓计算,就是从一个符号串f变换成另一个符号串g。比如说,从符号串12+3变换成15就是一个加法计算。如果符号串f是x2,而符号串g是2x,从f到g的计算就是微分。定理证明也是如此,令f表示一组公理和推导规则,令g是一个定理,那么从f到g的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看,文字翻译也是计算,如f代表一个英文句子,而g为含意相同的中文句子,那么从f到g就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点？为什么把它们都叫做计算？因为它们都是从己知符号(串)开始,一步一步地改变符号(串),经过有限步骤,最后得到一个满足预先规定的符号(串)的变换过程。

从类型上讲,计算主要有两大类:数值计算和符号推导。数值计算包括实数和函数的加减乘除、幂运算、开方运算、方程的求解等。符号推导包括代数与各种函数的恒等式、不等式的证明,几何命题的证明等。但无论是数值计算还是符号推导,它们在本质上是等价的、一致的,即二者是密切关联的,可以相互转化,具有共同的计算本质。随着数学的不断发展,还可能出现新的计算类型。

2远古的计算工具

人们从开始产生计算之日,便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此,计算和计算工具是息息相关的。

早在公元前5世纪,中国人已开始用算筹作为计算工具,并在公元前3世纪得到普遍的采用,一直沿用了二千年。后来,人们发明了算盘,并在15世纪得到普遍采用,取代了算筹。它是在算筹基础上发明的,比算筹更加方便实用,同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。

3近代计算系统

近代的科学发展促进了计算工具的发展:在1614年,对数被发明以后,乘除运算可以化为加减运算,对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年,冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年,曼南在计算尺上装上光标,因此而受到当时科学工作者,特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的,是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年,莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器,是长1米的大盒子。自此以后,经过人们在这方面多年的研究,特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后,出现了多种多样的手摇计算器,并风行全世界。

4电动计算机

英国的巴贝奇于1834年,设计了一部完全程序控制的分析机,可惜碍于当时的机械技术限制而没有制成,但已包含了现代计算的基本思想和主要的组成部分了。此后,由于电力技术有了很大的发展,电动式计算器便慢慢取代以人工为动力的计算器。1941年,德国的楚泽采用了继电器,制成了第一部过程控制计算器,实现了100多年前巴贝奇的理想。

5电子计算机

20世纪初,电子管的出现,使计算器的改革有了新的发展,美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展,使人类进入了一个全新的时代。它是20世纪最伟大的发明之一,也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。

在电子计算机和信息技术高速发展过程中,因特尔公司的创始人之一戈登·摩尔(GodonMoore)对电子计算机产业所依赖的半导体技术的发展作出预言:半导体芯片的集成度将每两年翻一番。事实证明,自20世纪60年代以后的数十年内,芯片的集成度和电子计算机的计算速度实际是每十八个月就翻一番,而价格却随之降低一倍。这种奇迹般的发展速度被公认为“摩尔定律”。

6“摩尔定律”与“计算的极限”

人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升?传统计算机计算能力的提高有没有极限?对此问题,学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高,最终地球上所有的能量将转换为计算的结果——造成熵的降低,这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的,因此,传统电子计算机的计算能力必有上限。

而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)为代表的理论科学家认为到21世纪30年代,芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度(1纳米=10-9米),此时,导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律——牛顿力学沿导线运行,而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象,从而导致芯片无法正常工作;同样,芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸(约5纳米)后,晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。

哲学家和科学家对此问题的看法十分一致:摩尔定律不久将不再适用。也就是说,电子计算机计算能力飞速发展的可喜景象很可能在21世纪前30年内终止。著名科学家,哈佛大学终身教授威尔逊(EdwardO.Wilson)指出:“科学代表着一个时代最为大胆的猜想(形而上学)。它纯粹是人为的。但我们相信,通过追寻“梦想—发现—解释—梦想”的不断循环,我们可以开拓一个个新领域,世界最终会变得越来越清晰,我们最终会了解宇宙的奥妙。所有的美妙都是彼此联系和有意义的。”[论/文/网LunWenNet/Com]

7量子计算系统

量子计算最初思想的提出可以追溯到20世纪80年代。物理学家费曼RichardP.Feynman曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题:量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例,在干涉过程中,相互作用的光子每增加一个,有可能发生的情况就会多出一倍,也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的计算量实在太大了,不过,在费曼眼里,这却恰恰提供一个契机。因为另一方面,量子力学系统的行为也具有良好的可预测性:在干涉实验中,只要给定初始条件,就可以推测出屏幕上影子的形状。费曼推断认为如果算出干涉实验中发生的现象需要大量的计算,那么搭建这样一个实验,测量其结果,就恰好相当于完成了一个复杂的计算。因此,只要在计算机运行的过程中,允许它在真实的量子力学对象上完成实验,并把实验结果整合到计算中去,就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。

在费曼设想的启发下,1985年英国牛津大学教授多伊奇DavidDeutsch提出是否可以用物理学定律推导出一种超越传统的计算概念的方法即推导出更强的丘奇——图灵论题。费曼指出使用量子计算机时,不需要考虑计算是如何实现的,即把计算看作由“神谕”来实现的:这类计算在量子计算中被称为“神谕”(Oracle)。种种迹象表明:量子计算在一些特定的计算领域内确实比传统计算更强,例如,现代信息安全技术的安全性在很大程度上依赖于把一个大整数(如1024位的十进制数)分解为两个质数的乘积的难度。这个问题是一个典型的“困难问题”,困难的原因是目前在传统电子计算机上还没有找到一种有效的办法将这种计算快速地进行。目前,就是将全世界的所有大大小小的电子计算机全部利用起来来计算上面的这个1024位整数的质因子分解问题,大约需要28万年,这已经远远超过了人类所能够等待的时间。而且,分解的难度随着整数位数的增多指数级增大,也就是说如果要分解2046位的整数,所需要的时间已经远远超过宇宙现有的年龄。而利用一台量子计算机,我们只需要大约40分钟的时间就可以分解1024位的整数了。

8量子计算中的神谕

人类的计算工具,从木棍、石头到算盘,经过电子管计算机,晶体管计算机,到现在的电子计算机,再到量子计算。笔者发现这其中的过程让人思考:首先是人们发现用石头或者棍棒可以帮助人们进行计算,随后,人们发明了算盘,来帮助人们进行计算。当人们发现不仅人手可以搬动“算珠”,机器也可以用来搬动“算珠”,而且效率更高,速度更快。随后,人们用继电器替代了纯机械,最后人们用电子代替了继电器。就在人们改进计算工具的同时,数学家们开始对计算的本质展开了研究,图灵机模型告诉了人们答案。

量子计算的出现,则彻底打破了这种认识与创新规律。它建立在对量子力学实验的在现实世界的不可计算性。试图利用一个实验来代替一系列复杂的大量运算。可以说。这是一种革命性的思考与解决问题的方式。

因为在此之前,所有计算均是模拟一个快速的“算盘”,即使是最先进的电子计算机的CPU内部,64位的寄存器(register),也是等价于一个有着64根轴的二进制算盘。量子计算则完全不同,对于量子计算的核心部件,类似于古代希腊中的“神谕”,没有人弄清楚神谕内部的机理,却对“神谕”内部产生的结果深信不疑。人们可以把它当作一个黑盒子,人们通过输入,可以得到输出,但是对于黑盒子内部发生了什么和为什么这样发生确并不知道。

9“神谕”的挑战与人类自身的回应

人类的思考能力,随着计算工具的不断进化而不断加强。电子计算机和互联网的出现,大大加强了人类整体的科研能力,那么,量子计算系统的产生,会给人类整体带来更加强大的科研能力和思考能力,并最终解决困扰当今时代的量子“神谕”。不仅如此,量子计算系统会更加深刻的揭示计算的本质,把人类对计算本质的认识从牛顿世界中扩充到量子世界中。

如果观察历史,会发现人类文明不断增多的“发现”已经构成了我们理解世界的“公理”,人们的公理系统在不断的增大,随着该系统的不断增大,人们认清并解决了许多问题。人类的认识模式似乎符合下面的规律:

“计算工具不断发展—整体思维能力的不断增强—公理系统的不断扩大—旧的神谕被解决—新的神谕不断产生”不断循环。

无论量子计算的本质是否被发现,也不会妨碍量子计算时代的到来。量子计算是计算科学本身的一次新的革命,也许许多困扰人类的问题,将会随着量子计算机工具的发展而得到解决,它将“计算科学”从牛顿时代引向量子时代,并会给人类文明带来更加深刻的影响。

参考文献

量子计算发展篇12

中图分类号：G633.58

一、前言

当前计算机技术获得了迅猛发展，广泛地应用于人们的生活中，给人们的生活带来了巨大的便利，计算机技术也从单一化领域逐步发展到多元化领域。但随着社会经济的发展，各行各业对计算机技术的要求越来越高，要适应社会需求，就必须深入研究计算机技术，以使计算机技术更好地满足社会需求。

何为计算机技术呢？计算机技术是指运用计算机综合处理和控制文字、图像、动画和活动影像等信息，使多种信息建立起逻辑链接，集成为一个系统并具有交互作用。这与传统的多种媒体简单组合是完全不同的。计算机技术是将视听信息以数字信号的方式集成在一个系统中，计算机就可以很方便地对它们进行存储、加工、控制、编辑、变换，还可以查询、检查。

二、计算机保持关键技术的发展

计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。尽管受到物理极限的约束，采用硅芯片的计算机的核心部件CPU的性能还会持续增长。超高速计算机将采用平行处理技术，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，这是改进计算机结构、提高计算机运行速度的关键技术。同时计算机将具备更多的智能成分，它将具有多种感知能力、一定的思考与判断能力及一定的自然语言能力。除了提供自然的输入手段外，虚拟与现实技术是这一领域发展的集中体现。传统的磁存储、光盘存储容量继续攀升，新的海量存储技术趋于成熟，新型的存储器每立方厘米存储容量可达10TB。信息的永久存储也将成为现实，千年存储器正在研制中，这样的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。

三、新型计算机技术的应用

随着硅芯片技术的快速发展，硅技术也越来越接近物理极限，为了解决物理性对硅芯片的影响，世界各国都在加紧研制新技术，计算机领域将会出现一些新技术，给计算机的发展带来质的飞跃。虽然这些新型计算机技术还在发展中，但不久这些新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会遍布我们生活的各个领域，获得广泛的应用。

1、量子计算机

这种计算机是根据量子效应设计出来的，借助链状分子聚合物的特性来实现开关状态，分子状态变化借助于激光脉冲改变，使相关的信息跟着聚合物转变，然后实现运算。量子计算机是立足于力学规律之上进行运算及存储信息的，量子计算机的存储量是非常大的，不仅能高速地处理数据，还有着安全的保密体系。量子计算机技术的发展是科学界一直追逐的梦想，现在还只是利用了量子点操纵、超导量子干涉等方面，此领域还有待更进一步的研究，量子计算机的应用必会给未来计算机技术发展带来新机遇。

2、光子计算机

光子计算机也就是全光数字计算机，就是用光子代替电子，用光互连代替导线互联，光硬件代替电子硬件，从而实现光运算代替电子运算。光与电子相比，其传播速度非常快，它的能力超过了现有电话电缆的很多倍，同时光子计算机在一般室温下就可以使用，不易出现错误，和人脑具有类似的容错性。这些优势必会提高计算机的效能，使光子计算机获得广泛的发展与应用。

3、生物计算机

生物计算机也即是分子计算机，其运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质相互作用的过程。生物计算机的转换开关是由酶来担当的，要更好地显现出酶，就需要酶和蛋白质融合在一起。通过这种技术制作的生物计算机体积小，耗电少，存储量大，还能运行在生化环境或者有机体中，比较适合应用于医疗诊治及生物工程等。

4、纳米计算机

纳米属于计量单位，大概是氢原子直径的十倍。纳米技术从开始就受到了科学家们的关注，也是80年代初迅速发展起来的前沿技术，科学家们一直深入研究。现在纳米技术应用领域还局限于微电子机械系统，还没有真正应用于计算机领域。在微电子机械系统中应用纳米技术知识，是在一个芯片上同时放传感器和各种处理器，这样所占的空间较小。纳米技术如果能应用到计算机上，必会大大节省资源，提高计算机性能。

四、未来计算机技术的发展趋势

1、无线化趋势

计算机实现无线化一直是人们梦寐以求的，这与当前笔记本实现的无线是不同的，未来计算机无线化是指网络与设备间的无线连接，如果无线化得到了实现，未来在家中使用台式电脑比用笔记本还方便，因为显示器与主机不用再连线。也就是说实现无线显示器，这种技术被称为UWB技术，属于无线通信技术，可以为无线局域网和个人局域网提供方便，带来低功耗、高带宽的优势。

2、网络化趋势

目前，信息技术获得了快速发展，计算机也越来越普及，各种家用电器也开始走向智能化，未来有可能实现家电与计算机之间的网络连接，计算机可以通过网络调控家电的运作，也可以通过网络下载新的家电应用程序，从而提高家电的性能。同时利用互联网也可以远程遥控家中的家电，在办公室就能让家中的电器工作，为生活提供便利。

3、人性化趋势

计算机的普及必会要求计算机更好地为人服务，这就需要计算机与人之间的交流要人性化，这样人们才会真正使用计算机。要实现这个目标，计算机的交互方式将会走向多样化，可以通过书写控制，也可以通过语言控制、眼镜控制等。随着智能化的提升，计算机可以自动选择操作流程，使用起来较为简单，有可能达到与家用电器操作一样简单，使用者不需要专门学习就能操作。

五、总结语

科学技术是第一生产力，随着信息技术的发展，计算机给人们的生活带来了诸多便利，故大力发展计算机技术是必要的。目前，一些新型的计算机技术已经开始应用到一些领域，未来计算机技术的发展必会超出人们的预想。

参考文献