2001年9月，IBM的科學家第一次在一個單分子內，建成了計算機邏輯電路。這將最終促使更小、更快、更低能犛的新型計算機問世。當我們一直采用的矽芯片技術在未來10到15五年內達到極限，不可能再縮小時，這個接班人會代替它再好好幹下去。
光子計算機
光子計算機是用光子取代電子，進行數據的運算、傳輸和存儲的新型計算機。‘在這類計算機中，不同的數據由不同波長的光來表示。這種方法，遠勝於電子計算機利用電子“0”和“1”的狀態變化通過進行二進製運算來處理信息。因此，出現複雜度高、計算量大的任務時，光子計算機能夠實現快速的並行處理，效率大大超過了電子計算機。據科學家估計，光子計算機將使運算速度呈指數倍地上升。
然而，要想製造真正的光子計算機，需要開發出一種光學晶體管作為基礎元件。有了光學晶體管，就可以用一束光波控製另一束光波，從而達到控製光子移動的最終目的。從理論上說，科學家們可以設計出這樣的裝置，但是它需要的溫度等條件太苛刻了，很難進入實用階段。
最近，美國的貝爾實驗室宣布，它已經研製出了世界上第一台光學計算機，運算速度高達每秒10億次。盡管這台計算機與理論上的光學計算機還有一定距離，但已顯示出強大的生命力。
量子計算機
把量子力學和計算機結合起來的可能性，是在1982年由美國著名物理學家理查德·費因曼首次發現的。不久之後，英國牛津大學的物理學家戴維·多伊奇，於1985年初步闡述了量子計算機的概念，並指出，量子並行處理技術會大大提高傳統計算機的功能。
量子計算機最根本的優勢在於，它是利用比分子更小的原子，作為最基本的數據單位來進行運算。美國、英國和以色列等國家，都先後開展了有關量子計算機的基礎研究。
雖然分子、光子和量子計算機的研究才剛剛起步，它們究竟具有什麼樣的功能也並不清楚，但科學家們卻都充滿信心，各國政府也非常支持他們的科研工作。在全世界的關注和支持下，這幾種新型計算機都將在未來一二十年內，取得突破性進展，並以獨特的形象與我們見麵。
納米計算機初露鋒芒
1990年7月，第一屆“國際納米科學技術學術會議”在美國召開了，從此，納米技術作為一門科學，受到了人類的重視。全世界的科學家都被納米的“魔力”征服，紛紛投入到這股新興的研究熱潮中。
在很多科幻作家的筆下，納米材料都被用來生產武器，建造樓房。但在現實當中，人們要實現這樣的理想，還需要數十年的努力。不過，總是產生奇跡的計算機領域，這次的表現又與眾不同。應用納米技術研製新型計算機，已經呈現出一絲鼓舞人心的曙光。
美國惠普實驗室的科研人員正在應用納米技術，研製計算機內存上的芯片。這塊芯片的體積不過數百個原子的大小，相當於人的頭發絲直徑的千分之一。一旦他們的研究獲得成功，研製和生產其他縮微計算機元件就有了更大的可能性，可穿戴式電腦也會因此取得重大突破。
專家們預測：在今後10年內，現在的芯片生產技術將達到極限，但人們並不需要為此擔心。因為和分子計算機、量子計算機、光子計算機一樣，納米技術也為21世紀計算機的發展，指明了新的發展方向。
與現在的芯片製造技術相比，采用納米技術生產芯片，成本可謂十分低廉。因為它既不需要建設超潔淨生產車間，也不需要昂貴的實驗設備和龐大的生產隊伍，隻要在實驗室裏將設計好的分子“混合”在一起，就可以造出芯片。芯片製造商將因此節省數百萬美元的生產成本。而芯片的價格也將隨之急劇下降。這樣，即使是未來的日用電子設備，甚至玩具，也都能夠裝配上功能強大的納米微處理器。