将来的计算机技术将向超高速、超小型、平行处置、自动化的方向进步。尽管遭到物理极限的约束，使用硅芯片的计算机的核心部件CPU的性能还会持续增长。作为Moore定律驱动下成功企业的典范Inter预计2001年推出1亿个晶体管的微处置器，并预计在2010年推出集成10亿个晶体管的微处置器，其性能为10万MIPS（1000亿条指令／秒）。而每秒100万亿次的超级计算机将出目前本世纪初出现。超高速计算机将使用平行处置技术，使计算机系统同时实行多条指令或同时对多个数据进行处置，这是改进计算机结构、提升计算机运行速度的重点技术。
同时计算机将拥有更多的智能成分，它将具备多种感知能力、肯定的考虑与判断能力及肯定的自然语言能力。除去提供自然的输入方法（如语音输入、手写输入）外，叫人能产生身临其境感觉的各种交互设施已经出现，虚拟现实技术是这一范围进步的集中体现。
传统的磁存储、光盘存储容量继续攀升，新的大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（以一本书30万字计，它可存储约1500万本书）。信息的永久存储也将成为现实，千年存储器正在研制中，如此的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。如是，今日的很多文献可以原汁原味保存、并流芳百世。
新型计算机系统不断涌现
硅芯片技术的飞速发展同时也意味着硅技术愈加近其物理极限，为此，世界各国的研究职员正在加紧研究开发新型计算机，计算机从体系结构的变革到器件与技术革命都要产生一次量的乃至质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会在21世纪走进大家的生活，遍布每个范围。
量子计算机
量子计算机是基于量子效应基础上开发的，它借助一种链状分子聚合物的特质来表示开与关的状况，借助激光脉冲来改变分子的状况，使信息沿着聚合物移动，从而进行运算。
量子计算机中数据用量子位存储。因为量子叠加效应，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，同样数目的存储位，量子计算机的存储量比一般计算机大很多。同时量子计算机可以实行量子并行计算，其运算速度可能比现在个人计算机的PentiumⅢ晶片快10亿倍。现在正在开发中的量子计算机有3类型型：核磁共振量子计算机、硅基半导体量子计算机、离子阱量子计算机。预计2030年将普及量子计算机。
光子计算机
光子计算机即全光数字计算机，以光子代替电子，光互连代替导线互连，光硬件代替计算机中的电子硬件，光运算代替电运算。
与电子计算机相比，光计算机的“无导线计算机”信息传递平行通道密度很大。一枚直径5分硬币大小的棱镜，它的通过能力超越全世界现有电话电缆的很多倍。光的并行、高速，天然地决定了光计算机的并行处置能力非常强，具备超高速运算速度。超高速电子计算机只能在低温下工作，而光计算机在室温下即可拓展工作。光计算机还具备与人脑一样的容错性。系统中某一元件损毁或出错时，并不影响最后的计算结果。
现在，世界上第一台光计算机已由欧共体的英国、法国、比利时、德国、意大利的70多名科学家研制成功，其运算速度比电子计算机快1000倍。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。
生物计算机（分子计算机）
生物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用途过程。计算机的转换开关由酶来充当，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。
20世纪70年代，大家发现脱氧核糖核酸处于不同状况时可以代表信息的有或无。DNA分子中的遗传密码等于存储的数据，DNA分子间通过生化反应，从一种基因代玛转变为另一种基因代码。反应前的基因代码等于输入数据，反应后的基因代码等于输出数据。假如能控制这一反应过程，那样就能制作成功DNA计算机。
蛋白质分子比硅晶片上电子元件要小得多，彼此相距甚近，生物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。DNA分子计算机具备惊人的存贮容量，1立方米的DNA溶液，可存储1万亿亿的二进制数据。DNA计算机消耗的能量很小，只有电子计算机的十亿分之一。因为生物芯片的原材料是蛋白质分子，所以生物计算机既有自我修复的功能，又可直接与生物活体相联。预计10～20年后，DNA计算机将进入实用阶段。
纳米计算机
“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80年代初飞速进步起来的新的前沿科研范围，最后目的是人类根据我们的意志直接操纵单个原子，制造出具备特定功能的商品。
目前纳米技术正从MEMS（微电子机械系统）起步，把传感器、电动机和各种处置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，其体积不过数百个原子大小，等于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不只几乎无需耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大很多倍。
现在，纳米计算机的成功研制已有一些激励人心的消息，惠普实验室的科研职员已开始应用纳米技术研制芯片，一旦他们的研究获得成功，将为其他缩微计算机元件的研制和生产铺平道路。
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