光子计算机
现有的计算机是由电子来传递和处理信息。电场在导线中传播的速度虽然比我们看到的任何运载工具运动的速度都快。但是，从发展高速率计算机来说，采用电子做运输信息载体无法满足当今信息快速发展的要求，提高计算机运算速度显然是新型计算机研究的主要内容。而光子计算机以光子作为传递信息的载体，光互连代替导线互连，以光硬件代替电子硬件，以光运算代替电运算，利用激光来传送信号，并由光导纤维与各种光学元件等构成集成光路。从而进行数据运算、传输、和存储。在光子计算机中，不同波长、频率、偏振态及相位的光代表不同的数据，这远胜于电子计算机中通过电子“0”、“1”状态变化进行的二进制运算，可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速的并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。
分子计算机
分子计算计划就是尝试利用分子计算的能力进行信息的处理。分子计算机的运行靠的是分子晶体可以吸收以电荷形式存在的信息，并以更有效的方式进行组织排列，其运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。凭借着分子纳米级的尺寸，分子芯片体积可比现在的芯片大大减小，分子计算机的体积将剧减；分子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，运算效率大大提高；分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的DNA溶液可存储1万亿亿的二进制数据；分子计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白质分子，所以分子计算机既有自我修复的功能，又可直接与分子活体相联。目前，美国已研制出了分子计算机分子电路的基础元器件，可在光照几万分之一秒的时间内产生感应电流。以色列科学家已经研制出一种由DNA分子和酶分子构成的微型分子计算机。预计20年后，分子计算机将进人实用阶段。
纳米计算机
纳米计算机指将纳米技术运用于计算机领域所研制出的一种新型计算机。随着芯片上集成的晶体管数量越来越接近极限，集成电路的性能越来越不稳定。采用纳米技术生产芯片成本十分低廉，因为它既不需要建设超洁净生产车间，也不需要昂贵的实验设备和庞大的生产队伍。只要在实验室里将设计好的分子合在一起，就可以造出芯片，大大降低生产成本。这种芯片上有由纳米级导线组成的栅格，每根导线相交的节点上有一个分子“开关”，这些“开关”决定了信息在栅格中的存储和通信线路。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，相当于人的头发丝千分之一，几乎不需要耗电能且性能要比现在的计算机强100倍。2013年9月，斯坦福大学宣布：人类首台基于碳纳米晶体管技术的计算机成功测试完成。该项实验证明人类有望在不远的将来摆脱现有的晶体管技术以生产新型的计算机设备。
科学在发展，人类在进步．新型计算机与相关技术的研发和应用．是二十一世纪科技领域的重大创新。随着一代又一代科学家们的不断努力，未来的计算机一定会是更加方便人们的工作、学习和生活的需要，必将推动全球经济社会高速发展，实现人类发展史上的重大突破。