1樓：科學普及交流
生物計算機：
生物計算機也稱仿生計算機，主要原材料是生物工程技術產生的蛋白質分子，並以此作為生物晶片來替代半導體矽片，利用有機化合物儲存資料。資訊以波的形式傳播，當波沿著蛋白質分子鏈傳播時，會引起蛋白質分子鏈中單鍵、雙鍵結構順序的變化。運算速度要比當今最新一代計算機快10萬倍，它具有很強的抗電磁干擾能力，並能徹底消除電路間的干擾。
能量消耗僅相當於普通計算機的十億分之一，且具有巨大的儲存能力。生物計算機具有生物體的一些特點，如能發揮生物本身的調節機能，自動修復晶片上發生的故障，還能模仿人腦的機制等。
量子計算機：
量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、儲存及處理量子資訊的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子資訊，執行的是量子演算法時，它就是量子計算機。量子計算機的概念源於對可逆計算機的研究。
研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。
2樓：
生物計算機
人類有一門學科叫仿生學，即通過對自然界生物特性的研究與模仿，來達到為人類社會更好地服務的目的。典型的例子如，通過研究蜻蜒的飛行製造出了***；對青蛙眼睛的表面“視而不見”，實際“明察秋毫”的認識，研製出了電子蛙眼；對蒼蠅飛行的研究，仿製出一種新型導航儀——振動陀螺儀，它能使飛機和火箭自動停止危險的“跟頭”飛行，當飛機強烈傾斜時，能自動得以平衡，使飛機在最複雜的急轉彎時也萬無一失；對蝙蝠沒有視力，靠發出超聲波來定向飛行的特性研究，製造出了雷達、超聲波定向儀等；對“變色龍”的研究，產生了隱身科學和保護色的應用……
仿生學同樣可應用到計算機領域中。
科學家通過對生物組織體研究，發現組織體是由無數的細胞組成，細胞由水、鹽、蛋白質和核酸等有機物組成，而有些有機物中的蛋白質分子像開關一樣，具有“開”與“關”的功能。因此，人類可以利用遺傳工程技術，仿製出這種蛋白質分子，用來作為元件製成計算機。科學家把這種計算機叫做生物計算機。
生物計算機有很多優點，主要表現在以下幾個方面：
首先，它體積小，功效高。在一平方毫米的面積上，可容納幾億個電路，比目前的積體電路小得多，用它製成的計算機，已經不像現在計算機的形狀了，可以隱藏在桌角、牆壁或地板等地方。
其次，當我們在運動中，不小心碰傷了身體，有的上點兒藥，有的年輕人甚至藥都不上，過幾天，傷口就癒合了。這是因為人體具有自我修復功能。同樣，生物計算機也有這種功能，當它的內部晶片出現故障時，不需要人工修理，能自我修復，所以，生物計算機具有永久性和很高的可靠性。
再者，生物計算機的元件是由有機分子組成的生物化學元件，它們是利用化學反應工作的，所以，只需要很少的能量就可以工作了，因此，不會像電子計算機那樣，工作一段時間後，機體會發熱，而它的電路間也沒有訊號干擾。
2023年，美國公佈了研製生物計算機的設想之後，立即激起了發達國家的研製熱潮。當前，美國、日本、德國和俄羅斯的科學家正在積極開展生物晶片的開發研究。從2023年開始，日本每年用於研製生物計算機的科研投資為86億日元。
目前，生物晶片仍處於研製階段，但在生物元件，特別是在生物感測器的研製方面已取得不少實際成果。這將會促使計算機、電子工程和生物工程這三個學科的專家通力合作，加快研究開發生物晶片。
生物計算機一旦研製成功，可能會在計算機領域內引起一場劃時代的革命。
量子計算機
量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、儲存及處理量子資訊的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子資訊，執行的是量子演算法時，它就是量子計算機。量子計算機的概念源於對可逆計算機的研究。
研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。
20世紀60年代至70年代，人們發現能耗會導致計算機中的晶片發熱，極大地影響了晶片的整合度，從而限制了計算機的執行速度。研究發現，能耗**於計算過程中的不可逆操作。那麼，是否計算過程必須要用不可逆操作才能完成呢？
問題的答案是：所有經典計算機都可以找到一種對應的可逆計算機，而且不影響運算能力。既然計算機中的每一步操作都可以改造為可逆操作，那麼在量子力學中，它就可以用一個么正變換來表示。
早期量子計算機，實際上是用量子力學語言描述的經典計算機，並沒有用到量子力學的本質特性，如量子態的疊加性和相干性。在經典計算機中，基本資訊單位為位元，運算物件是各種位元序列。與此類似，在量子計算機中，基本資訊單位是量子位元，運算物件是量子位元序列。
所不同的是，量子位元序列不但可以處於各種正交態的疊加態上，而且還可以處於糾纏態上。這些特殊的量子態，不僅提供了量子平行計算的可能，而且還將帶來許多奇妙的性質。與經典計算機不同，量子計算機可以做任意的么正變換，在得到輸出態後，進行測量得出計算結果。
因此，量子計算對經典計算作了極大的擴充，在數學形式上，經典計算可看作是一類特殊的量子計算。量子計算機對每一個疊加分量進行變換，所有這些變換同時完成，並按一定的概率幅疊加起來，給出結果，這種計算稱作量子平行計算。除了進行平行計算外，量子計算機的另一重要用途是模擬量子系統，這項工作是經典計算機無法勝任的。
無論是量子平行計算還是量子模擬計算，本質上都是利用了量子相干性。遺憾的是，在實際系統中量子相干性很難保持。在量子計算機中，量子位元不是一個孤立的系統，它會與外部環境發生相互作用，導致量子相干性的衰減，即消相干。
因此，要使量子計算成為現實，一個核心問題就是克服消相干。而量子編碼是迄今發現的克服消相干最有效的方法。主要的幾種量子編碼方案是：
量子糾錯碼、量子避錯碼和量子防錯碼。量子糾錯碼是經典糾錯碼的類比，是目前研究的最多的一類編碼，其優點為適用範圍廣，缺點是效率不高。
迄今為止，世界上還沒有真正意義上的量子計算機。但是，世界各地的許多實驗室正在以巨大的熱情追尋著這個夢想。如何實現量子計算，方案並不少，問題是在實驗上實現對微觀量子態的操縱確實太困難了。
目前已經提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點操縱、超導量子干涉等。現在還很難說哪一種方案更有前景，只是量子點方案和超導約瑟夫森結方案更適合整合化和小型化。將來也許現有的方案都派不上用場，最後脫穎而出的是一種全新的設計，而這種新設計又是以某種新材料為基礎，就像半導體材料對於電子計算機一樣。
研究量子計算機的目的不是要用它來取代現有的計算機。量子計算機使計算的概念煥然一新，這是量子計算機與其他計算機如光計算機和生物計算機等的不同之處。量子計算機的作用遠不止是解決一些經典計算機無法解決的問題。
量子計算機和生物計算機各自的優缺點
3樓：匿名使用者
一、生物計算機。e69da5e887aa62616964757a686964616f31333431363536
優點：1、體積小,功效高。
生物計算機的面積上可容納數億個電路,比目前的電子計算機提高了上百倍。同時，生物計算機，已經不再具有計算機的形狀，可以隱藏在桌角、牆壁或地板等地方，同時發熱和電磁干擾都大大降低。
2、生物計算機的晶片永久性與可靠性。
生物計算機具有永久性和很高的可靠性。若能使生物本身的修復機制得到發揮，則即使晶片出了故障也能自我修復。
（這是生物計算機極其誘人的潛在優勢）蛋白質分子可以自我組合，能夠新生出微型電路，具有活性，因此生物計算機擁有生物特性。
生物計算機不再像電子計算機那樣，晶片損壞後無法自動修復，生物計算機能夠發揮生物調節機能，自動修復受損晶片。
3、生物計算機的儲存與並行處理。
生物計算機在儲存方面與傳統電子學計算機相比具有巨大優勢。一克dna儲存資訊量可與一萬億張cd相當，儲存密度是通常使用磁碟儲存器的1000億到10000億倍。
生物計算機還具有超強的並行處理能力，通過一個狹小區域的生物化學反應可以實現邏輯運算，數百億個dna分子構成大批dna計算機並行操作。
4、發熱與訊號干擾。
生物計算機的元件是由有機分子組成的生物化學元件，它們是利用化學反應工作的，所以；只需要很少的能量就可以工作了。
因此，不會像電子計算機那樣，工作一段時間後，機體會發熱，而生物計算機的電路間也沒有訊號干擾。
5、資料錯誤率。
dna鏈的另一個重要性質是雙螺旋結構，a鹼基與t鹼基、c鹼基與g鹼基形成鹼基對。每個dna序列有一個互補序列。這種互補性是生物計算機具備獨特優勢。
如果錯誤發生在dna某一雙螺旋序列中，修改酶能夠參考互補序列對錯誤進行修復。
缺點：1、生物計算機從中提取資訊困難。一種生物計算機24小時就完成了人類迄今全部的計算量，但從中提取一個資訊卻花費了1周。這也是目前生物計算機沒有普及的最主要原因。
二、量子計算機。
優點：1、量子計算機擁有強大的量子資訊處理能力，對於目前多變的資訊，能夠從中提取有效的資訊進行加工處理使之成為新的有用的資訊。
運用這種方式能準確**天氣狀況，目前計算機**的天氣狀況的準確率達75%，但是運用量子計算機進行**，準確率能進一步上升，更加方便人們的出行。
2、量子計算機由於具有不可克隆的量子原理這些問題不會存在，在使用者使用量子計算機時能夠放心地上網，不用害怕個人資訊洩露。
3、量子計算機擁有強大的計算能力，能夠同時分析大量不同的資料，所以在金融方面能夠準確分析金融走勢，在避免金融危機方面起到很大的作用；
4、在生物化學的研究方面也能夠發揮很大的作用，可以模擬新的藥物的成分，更加精確地研製藥物和化學用品，這樣就能夠保證藥物的成本和藥物的藥性。
缺點：1、量子消相干。
量子計算的相干性是量子並行運算的精髓，但在實際情況下，量子位元會受到外界環境的作用與影響，從而產生量子糾纏。
量子相干性極易受到量子糾纏的干擾，導致量子相干性降低，也就是所謂的消相干現象。
2、量子糾纏。
量子作為最小的顆粒，遵守量子糾纏規律。即使在空間上，量子之間可能是分開的，但是量子間的相互影響是無法避免的。
3、量子平行計算。
量子計算機獨特的平行計算是經典計算機無法比擬的重要的一點。同樣是一個n位的儲存器，經典計算機儲存的結果只有一個。
4、量子不可克隆。
量子不可克隆性，是指任何未知的量子態不存在複製的過程，既然要保持量子態不變，則不存在量子的測量，也就無法實現複製。對於量子計算機來說，無法實現經典計算機的糾錯應用以及複製功能。
什麼是生物計算機，生物計算機的特點是什麼？
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