除了我們目前使用的電子計算機外，理論上還有使用光子的光學計算機。最近，物理學家又提出了第三種類型的計算機???聲子計算機。相對于電子計算機，聲子計算機則是利用聲子攜帶熱能來進行運算。在最新一期的《物理評論通訊》上，新加坡國立大學的研究人員描述了如何制作可用于未來聲子計算機的熱邏輯門。
　　熱通常在信息處理中被認為是無益的，但新加坡國立大學的李寶文教授等研究人員發(fā)現(xiàn)，聲子在信息處理中具有和電子、光子相同的功能。邏輯門是計算機的基本單元之一，對一個或多個邏輯輸入進行運算產(chǎn)生單一的邏輯輸出。在電子邏輯門中，輸入和輸出用不同的電壓來表示。但是，在熱邏輯門中，輸入和輸出則是由不同的溫度來表示。它的關鍵單元是熱晶體管，這種熱晶體管由兩個弱耦合的終端和一個控制終端組成，工作原理類似于場效應晶體管對電流的控制。
　　熱通過熱庫產(chǎn)生，熱庫是一種隨機的原子或分子運動。任何的溫差都將導致熱的傳導。在模型中，熱傳導通過晶格的振動進行，當兩個終端的振動頻譜結合時，它們的重疊決定了熱流。舉例來說，當兩個振動頻譜重疊時，終端間的熱傳導變得容易，這時代表著“開”的狀態(tài)。當振動頻譜不重疊時，只有極少熱量（或無熱量）在終端間傳輸，這時代表著“關”的狀態(tài)。終端界面粒子振動頻譜的匹配與不匹配形成“負積分熱阻”，產(chǎn)生穩(wěn)定的“開”或“關”狀態(tài)，從而使熱邏輯運算成為可能。
　　研究人員揭示了如何將熱晶體管結合起來構建不同的熱邏輯門，如一個可將輸入信號數(shù)字化的信號中繼器。當溫度高于或低于某個臨界值時，輸出要么是“開”，要么是“關”，不存在中間狀態(tài)。將這樣的系列熱晶體管連接起來，研究人員獲得了一個接近理想的中繼器。除了信號中繼器，研究人員用同樣的熱晶體管模型，也實現(xiàn)了非門和與非門功能。
　　研究人員預言這些模型器件在納米級系統(tǒng)中的實現(xiàn)已為時不遠。他們表示使用熱能的聲子計算機的優(yōu)點在于不需要大量電能，人們可以使用大自然或者其它電器中的冗余熱量來驅動它。