從目前的研究情況看， 未來新型電腦將在下列幾個方面取得實質性的突破：
光子電腦：利用光作為資訊傳輸介質的電腦， 具有超強的並行處理能力和超高速的運算速度。
生物電腦（分子電腦）：採用蛋白質分子構成的生物晶片， 在這種晶片中， 資訊以波的形式傳播， 運算速度比當今最新一代電腦快10萬倍， 能量消耗僅相當於普通電腦的十分之一， 並且擁有巨大的存儲能力。
量子電腦：是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子資訊的物理裝置。 傳統的電腦與量子電腦之間的區別是前者遵循經典物理規律， 而後者遵循獨一無二的量子動力學規律， 是一種資訊處理的新模式。 同時， 量子電腦能夠實現量子平行計算， 其運算速度可能比目前PC機的Pentium Ⅲ晶片快10億倍。 美國的研究人員已經成功地實現了4量子位元邏輯門， 取得了4個鋰離子的量子纏結狀態。