21世纪的电脑——光脑

近来,人们经常听到光脑这一术语,其实早在本世纪50年代,人们就开始了制造光计算机的尝试,直到80年代中后期才有了决定意义的突破。科学家们预计,光计算机的进一步研制将成为21世纪高科技课题之一,21世纪将是光脑时代。     

信息的骄子——光脑

关于光脑,人们对它也许还很陌生,但制造光脑的尝试,科学界早在50年代就开始了,直到80年代后期,才可以说有了决定意义的突破。90年代中期,世界上第一台光脑已由欧共体的美国、法国、比利时、德国、意大利的70多位不同国籍的科学家研制成功。科学家预言,21世纪,光脑将会全面替代电脑在现代信息社会中的地位和作用,并且成为高科技传载信息的骄子。所谓光脑,就是采用光作为信息的传递媒体,正如当今电脑采用电作为信息传递媒体一样。光脑与电脑相比,具有许多独特的优点——一是光脑具有超高速运算速度     

基于Matlab的光学图样的仿真

随着计算机技术的快速发展和应用的普及,将计算机应用在物理实验上也变得越来越广泛。而计算机的仿真技术不仅可以应用在科学计算和工程设计,在光学实验仿真上也发挥着重要作用。Matlab就是其中一种方便实用的仿真、模拟、计算软件。计算机仿真具有以下特点:运算速度快;可以减少外界条件对实验的限制;计算机在模拟过程中所展示出的各种实验现象、状态,具有观测方便,过程可控制等方面的优点。利用Matlab对光学实验如干涉、衍射、偏振等的仿真应用已经成为现代大学物理教学和实践的重要组成部分,也将成为必不可少的依托手段。     

广闻博见

光学计算机比电脑快10亿倍美国罗切斯大学的科学家说,他们利用量子力学与激光技术制造的一种“简单”计算机比目前所用的电脑运算速度快10亿倍,使今天所谓的超级计算机看起来只是一些玩具。该大学的研究人员指出,新型计算机是基于光干涉原理,运算处理所用的是光子而不是电子,因此,它可以在搜索数据库和破解密码方面比电子计算机快10亿们之多。神奇复原古文物色彩如何使一些古代壁画和文物上已褪色甚至消失的色彩、图形、文字恢复原貌并长久保存下去?一种抗风化材料,使这一难题迎刃而解。将这种抗风化材料溶解于有机氟材料之中,能消除粉化层散射现象,使光能够进入颜料——胶料层之中或表面以下,从而使那些已严重褪色乃至消失殆尽的古代壁画和文物的原始色彩清晰地显示出来。     

论光子的结构与分布

文章提出了关于光子结构与分布的假说:光子由心,核及核外的引力子云构成;光子无处不在地存在于宇宙空间及物质内,它有结合、自由,半自由三种分布状态.在此基础上产生了一些推论:光子间可以发生反应生成多光子体和电子;光子是物质的结构柱子,参与物质质量和能量的形成;光子(光)可被一切物体吸引,光的衍射、引力透镜现象就是其表现;空间(物质内)无处不在的光子可称为"光子气",它也参与万有引力的介导,它有三种运动形式;光的本质是光子气流.并应用上述观点,对光学、量子力学、相对论、天体物理学(包括宇宙学)的一些基本问题、疑难问题进行了解释.     

用光来做运算的计算机

手表每隔一秒就滴答一下,一场正规的篮球赛时间要精确到十分之一秒,而跑步接力赛要准确到百分之一秒.计算机过去工作在千分之一秒的量级,后来提高到百万分之一秒,如今逻辑操作能在几纳秒(亿分之一秒)内完成,芯片上的开关则已达到皮秒(兆分之一秒)量级……你能想象科学家的下一个目标吗?猜不出,是不是?那么我提示你一下,世界上速度最快的是什么?对,是光!接下去,科学家准备直接用光来进行计算机上的各种操作和运算.与依靠电工作的"电子计算机"相对应.那种依靠光工作的计算机当然就该称作"光子计算机"了.     

计算机运算速度有望创新高

一台运算速度超过每秒150万亿次的超级计算机将于明年在日本东京大学投入运行，届时它将成为日本国内运算速度最快的超级计算机。这台超级计算机是利用多个高性能运算处理装置组装成的大型并行计算机，每秒至少能进行150万亿次浮点运算，有望应用于预测气候变化、模拟天体形成等需要大规模数据运算的研究领域。     

天津制成FM-8型电子模拟计算机

天津电子仪器厂,不久前试制成功一种新型电子仪器——FM-8型电子模拟计算机,并投入生产。电子模拟计算机由许多电子管、电阻、电容等电子器件和元件构成,是一种结构复杂的数学运算工具,能够进行加法、乘法、微分、积分等运算。这种模拟计算装置,除了用作计算工具外,还用于工业、国防上有关控制、设计、分析的方面,一般要求有较高的精密度。这个厂在六年多以前还只能生产电烙铁等几种简单的     

关于PLC程序设计中对计算机编程思想的应用研究分析

PLC是一种基于数字操作进行运算的电子系统,即"可编程控制器",是为专业的工程环境作业开发设计的应用程序.PLC的基本工作原理是采用存储器进行程序编程,通过逻辑及数学运算等程序操作来下发指令,通过数字的模拟输入输出来对机械操作或者生产程序进行控制.该文将围绕PLC程序设计中计算机编程思想的应用研究进行分析论述.     

王琴:真理大海 温婉前行

毋庸置疑,21世纪是光子技术飞速发展的黄金时期,在金陵古城,那所叫做南京邮电大学的巍巍学府,一名娇小女子以"量子光学教授"的身份,正实践着她"大大的"操控光子的科研梦想。多年来,为深入探索挖掘光子行为的秘密,掌握其规律及奥妙,她"读万卷书,行万里路",走过了很多世界光学研究科研殿堂,丰满羽翼的同时,完成了许多创新梦想。"我要把人生变成科学的梦,然后,再把梦变成现     

宇宙“账本”出现巨大紫外线“缺口”或有其他辐射源

计算机模拟的星系间氢气,显示"昏暗宇宙"(左)和"明亮宇宙"(右)两种情况:明亮宇宙所需的高能光子(用于分解中性氢原子)是昏暗宇宙的5倍。     

未来计算机靠热能也能运行吗?

一杯水太热,我们会等它放凉了再喝。但在不久的将来,这很可能被视为是浪费,因为多余的热量将可能成为计算机的能源。现在广泛使用的计算机是使用能控制电流的微电子元件来处理和传播信息的,在电子之后有人发现光子也可以传播和处理信息,以光子作为信息载体的新兴光子学工业和光子电脑也已开始成型。     

人工微纳结构中光学新效应的研究进展

本文基于"人工微纳结构中光学新效应"国家自然科学基金创新研究群体的研究成果,介绍了人工微纳结构在光子芯片集成、微纳光场调控、量子受限特性相干过程、新型能源光子材料与器件等方面取得的最新研究进展,并对基于人工微结构的光学超晶格研制的新型全固体激光器作了简要介绍,展示了人工微纳结构丰富的科学内涵和重要的应用前景。     

复杂系统

基于片上衍射光学的光子机器学习清华大学电子系陈宏伟教授课题组提出了一种基于亚波长结构的集成衍射光子神经网络。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。研究克服了空间衍射光子神经网络的体积限制,不仅提高了计算单元的集成度,同时减少了由于庞大的体光学元件和系统校准而产生的误差。对于其他集成光子神经网络而言,这种光计算芯片摆脱了波导数目的制约,更容易实现计算单元的片上大规模拓展,从而解决了集成光子神经网络的高计算容量问题。研究完成了集成衍射光子神经网络芯片的理论探索、仿真验证、结构设计、版图绘制、芯片加工、封装及系统误差补偿等全过程验证,有望使得这个光计算系统具有更强的处理能力。     

光与物质相互作用研究领域取得重要进展

研究光与物质相互作用以及光子之间的相互作用并利用其奇异性质设计新型的量子器件,是长期以来人们感兴趣的问题。物理所刘伍明研究小组最近设计了一个光学微腔阵列。每个微腔包含一个V．型三能级原子。由于光子之间的强相互作用,横向极化的光子之间会形成混合。通过调节偶极跃迁矩阵元以及不同光学微腔之间的跃迁几率。这个体系可以有效地实现量子铁磁相和反铁磁相,同时他们进一步预言存在一种新颖的超逆流凝聚相。     

漫游太空——智斗科学狂人

杨柔水建造的“昆仑一号生物圈”出色地模拟了自然界的生活环境,但生物圈中的精华部分却是光脑化教育系统,可让柳新兰在光脑世界中认识整个世界的过去、现在和未来。两年过去了,柳新兰在光     

天津市“信息光子材料与技术”重点实验室

<正>天津市"信息光子材料与技术"重点实验室天津市"信息光子材料与技术"重点实验室依托南开大学,以泰达应用物理学院为主体,以"光学"国家重点学科、"材料物理与化学"天津市重点学科为学科支撑,现拥有实验室面积6000平方米。目前,实验室主要围绕光与     

模糊数学理论在计算机图像处理中的应用

模糊数学是研究和处理模糊性现象的一种数学理论和方法,其基本概念之一是模糊集合.计算机图像处理技术是计算机的应用技术之一,它依赖于计算机的强大运算、识别等功能产生,在进行图像处理的运算过程中,经常会运用到模糊数学理论.本文将计算机图像处理技术中对模糊数学理论应用方面进行研究讨论     

２１世纪将带你进入光脑时代

光脑是什么?人们也许还很陌生,但制造光脑的尝试,科技界早在50年代就开始了,直到80年代中后期,才可以说有了决定意义的突破。90年代中期,世界上第一台光脑已由欧共体的英国、法国、比利时、德国、意大利等国的70多名科学家研制成功,其运算速度比电脑快1000倍。专家们预言,21世纪将是光脑时代。     

上海光机所研制成功新型自适应光学双光子荧光显微镜

<正>中科院上海光学精密机械所王琛与其合作者成功将一种新的自适应光学的方法和双光子显微镜结合,研制出一种新的自适应光学双光子荧光显微镜。通过校正活体小鼠大脑的像差,在视觉皮层的不同深度处均获得了提高数倍的成像分辨率和信号强度,大大改进了成像质量,使得原来在活体鼠脑中不可见或者模糊的细节变得清晰可见,研究人员成功将该