几十年来，基于光的计算机被梦想为传统计算的替代方法。斯坦福大学的研究人员开发了一种计算机，可以利用磁场和激光解决特定问题。
专业和通用
现代传统计算机使用的电流由集成在硅片上的数十亿个晶体管控制。
为什么现代计算机如此受欢迎的一个主要因素是由于他们的“通用”。换句话说，现代计算机不是针对任何特定问题设计的，因此仅受其编程限制。这意味着还可以编程为洗衣机循环提供动力的微芯片以运行操作系统，播放游戏，甚至控制自动的物联网猫进纸器。但这并不是没有它的缺点，因为计算机控制系统可能不如它们所用的每种情况都能高效。
一个常见的例子是存在的两个主要CPU架构，von neumann和哈佛。的von neumann架构依赖于大型内存模型程序代码和变量存储在同一个线性内存地址中。这种类型的内存安排在编程模型是非常有用的,依靠大内存需求(如游戏和仿真软件)或动态运行代码的能力,可以放入内存中(例如,当您启动应用程序操作系统加载程序到内存,然后执行)。
的哈佛架构的变量和程序代码分为不同的内存地址这样，变量和可执行指令可以有相同的内存地址，但存储在不同的内存位置。这种类型的配置非常适合在嵌入式系统中使用，因为在嵌入式系统中，程序代码很少需要更改，而且需要的变量也很少。
即使这样，这两种体系结构仍然都提供了通用的开发环境，这些环境可能仍然没有完全优化它们的任务。这就是为什么有些设备是为特定的信号处理而设计的(例如ASIC设备和fpga）。此专业化虽然更昂贵，但可以比通用设备更快地执行特定任务。这是基于光的计算机可以采取的IT方向。
旅行推销员问题
就像量子计算机一样，人们有一种误解，认为所有的计算机在未来都将被基于量子和光的设备所取代。事实上，这些设备可能在设备中作为协处理器，但它们将用于执行非常特定的操作，例如加密或路径。这正是斯坦福大学研究团队设计的基于轻基的计算机。
在我们了解研究人员是如何设计这台设备之前，我们需要看看电脑实际解决的问题。
在计算机科学中，存在着名称“旅行推销员问题“。想象一下，您是一个推销员，您需要访问该地区的所有城市，以最大限度地提高您的利润。您访问每个城市的订单并不重要，但您需要遵守的旅程有两个方面：
- 你必须在你开始的地方结束
- 每个城市只能访问一次
- 你必须用自己的钱支付旅行费用，所以你的旅行距离需要最小化
显示节点和路径的旅行推销员问题。图片由Nojhan(的工作)CC冲锋队2.5 -2.0 -1.0]
简单地说，解决方案就是在游览每个城市的同时，将成本降至最低，并回到起点。这个问题可以在很多现实环境中发现，包括快递公司，减少Wi-Fi干扰，甚至蛋白质折叠。
传统的计算机器可以解决高达85,950个城市 - 但大小比这更大的问题。N个节点（城市）的所有可能路径的数量等于对于几个节点小的（n - 1）阶段。然而，当n变得更大时，可能性的数量变得如此之大，以至于它将需要整个年龄的宇宙来解决最有效的。
显然，一个通用的计算设备不能处理这样的问题。
光学计算
斯坦福大学的研究人员创造了使用脉冲的基于光的计算机解决出差推销员的问题。这种被设计出来的计算机被称为“伊辛机器”，其本质上是一个可重新编程的磁性网络。
网络中的每个“人造磁体”表示行驶推销员问题中的节点，并且可以具有磁性的两个取向之一：高能或低能量方向。由于系统作为整体倾向于能量状态，问题求解，并且磁节点的状态表示解决方案。
研究人员，Peter McMahon和Alireza Marandi。图片由L.A. Cicero Via提供斯坦福大学。
在基于光的器件中，一种激光称为简并光参量振荡器使用光的脉冲来表示问题中的节点。激光也有自旋，它代表每个节点的磁态。该系统的初始问题是将脉冲耦合在一起(这样问题就可以解决)，这是通过一种昂贵的可控光延迟方法来实现的。
但新系统使用数字电路来模拟用于编程问题的脉冲之间的光学连接。激光系统与数字电路结合，仍然可以解决问题并已习惯于解决100 -变量问题任意变量之间的连接。
目前设计的一个主要优点是，几乎所有用于计算机的零件都是搁板的部件。这对商业兴趣至关重要。一个事实上，不能争议的是创新和商业驱动之间的历史关系，其中可以变成产品的发明和发现往往更快地资助和发展。
光明的未来?
在某些情况下，电通过导线的传播速度比光通过光纤电缆的传播速度快。但是，与光相比，电信号打开和关闭的次数要少得多。一根电话线可以传输3000个电话，而光纤电缆可以处理31000个电话。
光实际上也不受电磁干扰，而金属线可以接收光，从而削弱原始信号。光也具有量子特性，这些特性开始被应用于计算机系统，包括最近的一项研究将硅原子困在钻石中以存储量子信息。
在电信领域，光纤电缆正在迅速取代金属电缆。图片由blizzy78(2.0 CC冲锋队]
考虑到基于光的系统及其带宽能力的效率，它毫不奇怪的是科学家越来越感兴趣地利用这种基本粒子，以利用未来的技术。
