与传统硅芯片计算机不同，光计算机用光束代替电子进行计算和存储:它以不同波长的光代表不同的数据，以大量的透镜、棱镜和反射镜将数据从一个芯片传送到另一个芯片。光计算机是利用纳米电浆子原件作为核心来制造，通过光信号来进行信息运算的，这种利用光作为载体进行信息处理的计算机被称为光计算机，又称为光脑。光计算机是由光代替电子或电流，实现高速处理大容量信息的计算机。
其基础部件是空间光调制器，并采用光内连技术，在运算部分与存储部分之间进行光连接，运算部分可直接对存储部分进行并行存取。突破了传统的用总线将运算器、存储器、输入和输出设备相连接的体系结构。运算速度极高、耗电极低。目前尚处于研制阶段。
光计算机就是充分利用光的特性，与电的特性相比，它所具有无法比拟的各种优点:
第一，光器件允许通过的光频率高、范围大，也就是所谓的带宽非常大，传输和处理的信息量极大。两束光要发生干涉，必须频率相同，振动方向一致和有不变的初始相位差。因此，同一根光导纤维中能并行地传输很多波长不同或波长相同但振动方向不同的光波，它们之间不会发生干涉。有人计算每边长1.5厘米左右的三棱镜，信息通过能力比全世界现有的全部电话电缆的通过能力还大好多倍。光计算机第二，信息传输中畸变和失真小，信息运算速度高。光和电在介质中传播速度都极快，但光和电不同，光计算机是"无"导线计算机，光在光介质中传输不存在寄生电阻、电容和电感问题，光器件又无接地电位差，因此，传输所造成的信息畸变和失真极小，光器件的开关速度比电子器件快得多。光计算机的运算速度在理论上可达每秒千亿次以上，其信息处理速度比电子计算机要快数百万倍。
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