教育|每秒运算千亿次的光子计算机，真的能实现吗？( 三 )
但是在这之后 ， 它逐渐开始失效了 。 大家可能已经意识到 ， 现在这几年用的手机、电脑性能并没有那么高的增速 。
我们现在是大数据时代 ， 互联网经济蓬勃生长 ， 无论是从智能手机的发展开始 ， 还是说我们的人工智能 ， 对数据的需求量是非常大的 。
但是我们用电子作为芯片、作为信息载体的这个方式 ， 已经满足不了我们的需求了 。
我们需要什么？我们需要光子 。 大家都知道 ， 光的速度比电要快的多 ， 所以我们希望通过光子取代电子 ， 成为新的信息载体 。
谷歌建的一个数据中心 ， 在近两年内已经投入了10亿美金 ， 因为数据存储量不够 。 它目前的数据量达到了五个ZetaByte 。
ZetaByte到底是一个什么样的尺度？通常一个手机存储空间几十G或几百G ， 这是1万亿个G 。 就这样还是完全没有办法满足我们现在的数据需求量 ， 大部分时候是超载的 。 为什么？
因为所有的数据中心里 ， 大部分的信号处理还是采用电 ， 在用电和电芯片之间采用光互联 ， 电的速度极度抑制了处理和传输信息的速度 。
那么我们需要做什么？首先就是采用光电模块 ， 保留部分的电子芯片和光结合 ， 采用一些光电模块 ， 大幅提高数据中心的速度 ， 这是我们的第一步 。
第二步我们需要采用光逻辑 ， 用光去产生逻辑 ， 那么我们就可以实现光的晶体管 ， 来可以完全取代所有的电子晶体管 。 大家就会得到“光芯片” 。
最终大范围地实现光芯片集成 ， 以后大家得到的可能就不是什么电子计算机了 。 我们要什么？光子计算机 。
光子计算机究竟有什么样的作用呢？最终的目标是希望它能够达到一千亿次每秒的运算速率 ， 会远远超越现在所有手机、电脑、iPad当中的电子芯片的运算速率 。 这会是未来改变人类生活方式的另一项重要的科技 。
除了前两个应用方向 ， 还有一个最重要的“量子计算机” 。
现在有很多实现量子计算机的方式 ， 包括冷原子、超导等等 。 但是我们在讨论微纳光学 ， 所以我们希望去探索如何使用光子去实现量子计算机 ， 也就是采用光子作为量子比特 。
2017年中科大实现了8量子比特的这么一个光量子计算机 ， 下一步是12量子比特 ， 最终我们希望在十年内实现一百个量子比特 。
一百个量子比特是什么概念？它的运算速率会达到现在全世界运算速率之和的一百万倍 。
通过计算 ， 我们不仅可以助力人工智能——计算人脑内的神经突触和细胞之间是如何沟通、如何交流的 ， 还可以帮助探索外太空 ， 可能会彻底改变地球的面貌 。 这些是量子计算机更长远的应用 。
总而言之 ， 微纳光学基本上已经在目前慢慢改变我们人类的生活 。 我相信在未来的50年到100年 ， 微纳光学可能会彻彻底底的改变所有人对信息的认知、对数据的认知以及大家的生活方式 。
希望我今天的这个演讲 ， 能够让一些年轻的观众未来加入到我们的阵营里面来 。 谢谢大家！
【教育|每秒运算千亿次的光子计算机，真的能实现吗？】“格致论道” ， 原称“SELF格致论道” ， 是中国科学院全力推出的科学文化讲坛 ， 由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院科学传播局联合主办 ， 中国科普博览承办 。 致力于非凡思想的跨界传播 ， 旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展 。 获取更多信息 。 本文出品自“格致论道讲坛”公众号（SELFtalks） ， 转载请注明公众号出处 ， 未经授权不得转载 。
推荐阅读
- 家庭教育|孩子青春期“易燃易爆”，家长如何逞强与示弱？
- 青岛上海路小学|秋季开学临近 岛城这所百年校园这样统筹教育复学与防疫工作
- 洪恩|洪恩教育荣获2020行业影响力品牌奖
- 万全|欢迎回家 | 鸿文教育集团已做好万全准备，迎接家人返岗
- 消息资讯|宁波成人教育本科的文凭含金量高吗？
- 教育|澧县小渡口镇中学举办2020年教师暑期培训班
- 崇俭尚|我的教育教学策划704：顺便谈一下节约（2020.8.29.）
- 全国妇联|《家长家庭教育基本行为规范》来了！全国妇联、教育部最新修订
- 社会|南阳宛锦程教育培训学校成立义工服务队志愿服务社会
- 明扬|平度九中教育集团明扬分校暨平度明扬高级中学揭牌仪式举行