纳米计算机
超立方体成纳米计算机基本结构
研究 人 员 指 出 ， 种 自动 修 复 的计 算 这
机 系统能 够 长 时 问 工作 ， 常 适 应 太 阳 系 非 外 的探索 活 动 ， 将 对 未 来 的 宇 宙 开 发 和 并 探测 研究提 供更 高 的安全保 障 。
超 立 方体 成 纳 米 计 算 机 基 本 结 构
一
种 被 称 为 超 立 方 体 （ ｙ ｅｃｂ ｓ 的 ｈ ｐｒｕ ｅ ）
研究 人 员解 释道 ， 如果 允 许 在 Ｍ 一超
行 运算 和通 信 网络 中有 效 ， 且 提 供 了独 并
特的理想 内在 结构 。这将 能满 足 未来 纳米 计算 系统 的诸 多需 求 ， 这些 需 求 包 括 具 有
立 方 体 节 点 间 的 通 信 连 接 不 相 互 垂 直 的
话 ， 许 能在 三维空 间中构建 出维 度大 于 ３ 也 的 Ｍ 一 立方体 。 超 逻 辑运算 需 要 许 多 状 态 ， 究 人 员 提 研 出了一 种方 法 ， 通 过 实 质 上 将 超 立 方 体 可 分解成 两个 以并 行方 式连 结 的较 低 维度 的 Ｍ一超立 方 体 ， 减 少 Ｍ 一超 立 方 体 的 维 来
・
例如 ， 在 的 集 成 电路 以 电子 连 续 流 现 动 的形 式 处 理 信 息 。然 而 ， 米 集 成 电 路 纳
３ ・ ７
光 学精 密 机械
内的超 立 方 体 的独 特 结 构 ， 已被 证 明在 并
２０ ０ ８年 第 ２期 （ 第 １ ９期 ） 总 ０
方体 中状 态节点 的数 目是 ２ ｍ是 Ｍ 一超 ｍ， 立方体 的维数 。
意 维度 的 Ｍ 一超 立 方 体 由 “ 点 ”与 “ 节 连 接” 所组 成 ， 节 点 ” 演着 门 的作 用 ， 收 “ 扮 接
纳米计算机技术应用前景
纳米计算机技术应用前景近年来，随着科技的发展，人类社会步入了一个数码时代，计算机技术得到了广泛应用。
计算机技术不断进步，而纳米计算机技术是其中的一项重要技术。
纳米计算机技术能够实现物质的结构和性质的精确控制和设计，被誉为第五代计算机。
那么，纳米计算机技术应用前景如何呢？一、医疗领域纳米计算机技术可以在医疗领域发挥巨大作用。
现在，深入皮肤的体温计或者心电图只能用在医院等特定地点，而纳米计算机技术可以实现高灵敏度、高解析度的小型传感器，这种技术可大大提高医疗设备的便携性。
同时，纳米计算机技术还能实现药物的精确定位和释放。
利用纳米机器人，可以将药物直接输送到人体的具体组织和细胞位置，从而实现更精确的药物治疗，避免过度治疗带来的副作用。
二、环保领域在环保领域，纳米计算机技术也有很大的应用前景。
一些纳米触媒能够有效地催化有害气体，将其转化为无害的气体。
采用纳米计算机技术，可以针对这些污染物进行监测、分析、还原和处理，从而达到治理环境污染的目的。
除此之外，纳米计算机技术还可以用于垃圾分类回收。
利用纳米传感器，可以实现对垃圾的快速分析，从而实现垃圾的自动分类，提高回收率，降低对环境的影响。
三、智能制造领域在智能制造领域，纳米计算机技术也得到广泛应用。
采用纳米计算机技术，可以实现高精度的零件加工和装配，从而提高产品质量和生产效率。
另外，利用纳米材料的特性，可以制造出高强度、高硬度的材料，这些材料可以应用到航空航天等高要求领域，提高产品的安全性和稳定性。
四、信息安全领域随着互联网技术的普及，信息安全领域变得越来越重要。
利用纳米计算机技术，可以实现高精度的计算，从而提高信息安全水平。
另外，采用纳米技术，可以制作出无法复制的难以仿造的芯片，从而提高设备的安全性和稳定性。
总之，纳米计算机技术的应用前景非常广泛。
纳米计算机技术所带来的新的应用场景将会加快智能化和数字化的发展，为人类社会带来更多的便利和进步。
计算机未来发展与趋势
计算机未来发展与趋势摘要：自1946年世界上第一台电子计算机诞生以来，计算机的发展经历了电子管、晶体管、集成电路与大规模集成电路、超大规模集成电路四个阶段。
作为通信技术的重要载体，随着第五代通信技术的逐渐普及，计算机的发展将趋向超高速、超小型、智能化和人性化。
传统计算机的劣势被一再放大，针对基本原理寻求突破的新型计算机研究应运而生，量子计算机等基础研究将拥有广阔的前景。
需求带来发展，人工智能化的时代要求，将推动新一轮计算技术的革命，也必将成为人类计算机史上的一次伟大突破。
关键词：新型计算机，人工智能，人机物融合。
人工智能浪潮席卷全球的同时，对计算机的智能化也提出了新的要求，具备感知、思考、判断和学习能力的新型计算机技术亟待突破。
在硅芯片技术高速发展的大背景下，意味着硅技术的物理极限愈发逼近，为实现计算机的智能化和人性化，新型计算机不断涌现，计算机的体系结构、物理器件和操作系统都将发生深刻的变革和质的飞跃。
曾经概念模糊的量子计算机、纳米计算机和光子计算机也在持续的基础研究下轮廓逐渐清晰，将在这场深远的计算革命中走进并改变我们的生活。
1.概念革新——新型计算机（1）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、存储以及处理量子信息的物理装置。
通俗地讲，当这个物理装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。
量子计算机以量子比特（qubit）作为信息存储单元，也称之为量子位，可以用原子基态和激发态来表示，由于叠加效应，量子比特既可以是0又可以是1，因此一个量子位可以存储2个数据，一个量子比特就需要两个数据才能确定，而多个量子比特的存储的数据量将远远大于同样数目的比特。
量子计算机的概念源于可逆计算机的研究，也同时基于通用图灵机的基础之上，而其“量子并行计算”的性质才是量子计算机巨大威力的奥秘所在。
一个直观的例子，传统存储器可同时存储2N个数字，对1000位的大数进行因数分解需1025年，而量子存储器可同时存储2^N个数字，对1000位大数进行因数分解只需要几分之一秒，是革命性的飞跃。
纳米计算机专题教育课件
划时代旳技术
1989年9月28日，IBM阿尔马登研究 中心旳科学家、IBM院士Donald Mark Eigler成为历史上第一种控制 和移动单个原子旳人。当年11月11 日，Eigler和他旳团队用自制旳显微 镜操控35个氙原子，拼写出了“I、 B、 M”三个字母，由此开启了纳
1.电子式纳米计算机 利用电子旳运动来对信息进行处理,在纳米尺度内， 利用有限电子旳运动所体现出来旳量子效应，如隧道(隧穿) 效应，等性 质来处理信息. 2基于生物化学物质与基于DNA旳纳米计算机 基于自然界存在旳生物化 学物质，实现分子级器件。
四种可能旳实现纳米计算机 旳途径
纳米计算机
发展报告及有关
什么是纳米计算机？
纳米计算机指将纳米技术利用于计算机领域所研制出旳一种新型计算机。 “纳米”本是一种计量单位，采用纳米技术生产芯片成本十分低廉，因 为它既不需要建设超洁净生产车间，也不需要昂贵旳试验设备和庞大旳 生产队伍。只要在试验室里将设计好旳分子合在一起，就能够造出芯片。 大大降低了生产成本。
3.机械式纳米计算机 基于微型马达，它利用分子大小旳活动连杆和分子 大小旳绕轴承旋转旳齿轮进行计算。 4.量子波计算机 该类计算机利用纳米器件旳量子态(如一种原子旳自旋取 向)表达数据(比特)信息，利用和操纵该量子态相应旳相干波以实现迅速、 并行计算。
纳米电子器件
纳米电子器件指利用纳米级加工和制备技术，如光刻、外延、微细加工、 自组装生长及分 子合成技术等，设计制备旳具有纳米级(1～ 100nm)尺 寸和特定功能旳电子器件。几类常见旳 纳米电子器件涉及： 单电子晶体管——SET 是一种具有栅、源和漏旳3端器件。SET旳工作 原理是利用库仑阻塞效应及单电子隧穿现象来控制在最小隧道结中旳单 电子隧穿过程。
新型计算机分类[整理]
![新型计算机分类[整理]](https://img.taocdn.com/s3/m/653539ca5122aaea998fcc22bcd126fff7055dca.png)
新型计算机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。
量子计算机据美国IBM公司科学家伊萨克、张介绍，量子计算机是利用原子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的计算机。
量子理论认为，非相互作用下，原子在任一时刻都处于两种状态，称之为量子超态。
原子会旋转，即同时沿上、下两个方向自旋，这正好与电子计算机0与1完全吻合。
如果把一群原子聚在一起，它们不会像电子计算机那样进行的线性运算，而是同时进行所有可能的运算，例如量子计算机处理数据时不是分步进行而是同时完成。
只要40个原子一起计算，就相当于今天一台超级计算机的性能。
量子计算机以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存，其运算速度可能比目前的奔腾4芯片快10亿倍，就像一枚信息火箭，在一瞬间搜寻整个互联网，可以轻易破解任何安全密码，黑客任务轻而易举，难怪美国中央情报局对它特别感兴趣。
光子计算机光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。
光子计算机的基本组成部件是集成光路，要有激光器、透镜和核镜。
由于光子比电子速度快，光子计算机的运行速度可高达一万亿次。
它的存贮量是现代计算机的几万倍，还可以对语言、图形和手势进行识别与合成。
纳米计算机与纳米技术
第一部展望的基础第一章建造的发动机蛋白质工程……允许我们一个原子一个原子地构造物质，代表了我们迈向具有更通用能力的分子工程的首要一步。
——KEVINULMER（基因探索性研究公司董事长）煤和钻石，砂子和芯片，癌细胞和健康组织：纵观历史，原子排列的不同导致了便宜和贵重，疾病和健康的显著区别。
按一种形式排列，原子形成了土壤，空气和水；按另一种形式排列，它们形成了草莓。
按一种形式排列，它们形成了家园和新鲜空气；按另一种形式排列，他们形成了烟雾和灰尘。
我们排列组合原子的能力取决于我们的技术基础。
我们在原子排列的路上已经走了很长时间了，从砸石头制作箭头到加工铝制作宇宙飞船。
我们为我们的救生药和计算机技术而骄傲。
但是我们的飞船还是很粗糙，我们的电脑还是很笨，我们身体组织里的分子还是会变得无序，先是摧毁健康，然后是生命本身。
我们所有在排列原子方面的进展仍然在使用原始的方法。
我们现在的技术仍然是把原子作为杂乱的一大堆来操作。
但是自然的法则为发展留出了足够的空间，并且全球竞赛的压力也促使我们快速向前，不论是好是坏，历史上最伟大的技术突破正在到来！两种类型的技术我们的现代技术建立在一个古老的传统上。
3万年前，石片切削是当时的高技术。
我们的祖先手里抓着含有1024个原子的石头，去掉含有1021个原子的碎片来制造他们的战斧；他们使用的技巧现在都难以模仿。
他们也能把手作为模板，用颜料在洞壁上画画。
之后他们用粘土烧制陶罐，然后是烧化矿石得到青铜，他们锤打青铜使之成型。
他们炼出了铁，然后是钢，用加热、锻打、切削的方法使之成型。
我们现在能烧制更纯的陶瓷和强度更高的钢，但是我们仍然使用锻打、切削等的方法来使它们成型。
我们炼制纯硅，把它们切成薄片，用紫外线通过模板在它们的表面蚀刻图案。
我们把完成的产品叫做芯片并且认为它们极其精细，至少和斧头比起来是这样。
我们的微电子技术的发展已经使得计算机从1950年代的塞满整个房间的大家伙缩小到了可以放在口袋里的地步。
计算机
科技名词定义中文名称：计算机英文名称：computer定义：一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。
应用学科：资源科技（一级学科）；资源信息学（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片计算机计算机（Computer ）全称：电子计算机，俗称电脑，是一种能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。
由硬件和软件所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。
常见的形式有台式计算机、笔记本计算机、大型计算机等，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
别称： 电子计算机、电脑用途： 海量数据计算原理： 按照人工设计程序自动运算发明人： 1931年，V annevar Bush 最早的计算机：差分程序计数机 目录 概述简介电脑硬件（1）电源（2）主板（3）CPU（4）内存（5）硬盘（6）声卡（7）显卡（8）网卡（9）调制解调器（11）光驱（12）显示器（13）键盘（14）鼠标（15）音箱（16）打印机（17）视频设备（18）优盘电脑软件（1）系统软件（2）应用软件电脑的特点1．运算速度快2．计算精确度高3．有逻辑判断能力4．有自动控制能力发展历史（1）大型主机阶段（2）小型计算机阶段（3）微型计算机阶段（4）客户机/服务器（5）Internet阶段（6）云计算时代分类超级计算机网络计算机工业控制计算机个人计算机嵌入式计算机新型计算机1、分子计算机2、量子计算机3、光子计算机4、纳米计算机5、生物计算机6、神经计算机电脑的应用1、科学计算2、数据处理3、自动控制4、计算机辅助设计5、人工智能6、多媒体应用7、计算机网络电脑对人体的伤害计算机的性能指标(1)运算速度。
(2)字长概述简介电脑硬件（1）电源（2）主板（3）CPU（4）内存（5）硬盘（6）声卡（7）显卡（8）网卡（9）调制解调器（11）光驱（12）显示器（13）键盘（14）鼠标（15）音箱（16）打印机（17）视频设备（18）优盘电脑软件（1）系统软件（2）应用软件电脑的特点1．运算速度快2．计算精确度高3．有逻辑判断能力4．有自动控制能力发展历史（1）大型主机阶段（2）小型计算机阶段（3）微型计算机阶段（4）客户机/服务器（5）Internet阶段（6）云计算时代分类超级计算机网络计算机工业控制计算机个人计算机嵌入式计算机新型计算机1、分子计算机2、量子计算机3、光子计算机4、纳米计算机5、生物计算机6、神经计算机电脑的应用1、科学计算2、数据处理3、自动控制4、计算机辅助设计5、人工智能6、多媒体应用7、计算机网络电脑对人体的伤害计算机的性能指标(1)运算速度。
纳米计算机
出现曙光的纳米(nmjs)计算机
纳米技术nmjs指明了望21世纪计算机发展的未来。
诺贝尔物理学奖获得者费曼对纳米技术（na mi ji shu，简写为nmjs）的解释是：“当我们能够一个接一个地按照要求安排原子时，将会发生什么呢？……当我们下到微观世界把原子胡乱拨弄一通时，我们将可以在不同的规律下，期望做出不同的事情……在原子水平上有新的力和新的可能性，材料的制造和生产问题将十分不同。
”
从这段话中我们可以感受到，nmjs不是一项单纯的技术，它是一种微观环境下对物质的理解与应用。
当我们有能力下到微观世界时，能发现微观世界物质遵循的规律与我们在生活中感受到的不同，有的甚至是矛盾的。
但正因为如此，许多在宏观世界里人们无法同时得到的东西，借助微观的方法可以得到了。
nmjs的任务正是带我们到微观世界去！
在计算机领域里，应用nmjs研制新型计算机已经呈现一丝鼓舞人心的曙光，惠普实验室的科研人员应用nmjs研制计算机内存，其体积不过百个原子的大小，相当于人头发丝直径的千分之一。
一旦研究成功，将为其他缩微计算机元件的研制和生产铺平道路，并在可穿戴式电脑的研究方面取得突破。
这种研究在于纳米计算机不仅不需要耗费任何能源，而且性能上比今天的电脑强大许多倍。
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纳米计算机
纳米技术的研究者们正在寻求如何用纳米技术激发互联网的力量。
纳米技术的梦之队一个由科学家、程序员和计算机狂热分子组成的联盟，打算建立一种必须的分子模型，以制造纳米计算机，它只有原子的几千分之一。
为了实现他们的构想，梦之队正在研究一种计算方法：让自愿者下载一种屏幕保护程序，以便让自愿者的电脑在空闲时自动将CPU资源导入项目的中央处理器。
研究者说这个目标在2011年前不会实现，但梦之队试验室里的纳米技术已经取得了进展。
21世纪，纳米技术为人类开辟了一方神奇的空间。
纳米是一米的十亿分之一，把自动组装生产装置缩小到如此规模，制造业将被彻底改造。
可能在2015年，从半导体生产开始，逐步扩展到纳米计算机、纳米飞机、纳米卫星……能否设想，成群肉眼看不到的微型机器人在地毯或书架上爬行，把灰尘分解成原子，使原子复原成餐巾、肥皂的情形？
未来的计算机可能就像电极一样，看不见，但却无所不在。
想象一下，如果守候在冰箱门口的微型机器人阻止你取出过量卡路里的食物，你是顺从，还是会恼怒？。