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我们知道宇宙中最快的速度是光速，既然电子流可以作为信息的载体，那么，用光来保存和传输信息当然也是可以的。光计算机就是充分利用光的特性与电的特性相比所具有的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位相差。因此，同一根光导纤维中能并行地传输很多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。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。第三，光传输和转换时，能量消耗极低。尽管集成电路中的电流十分微弱，但由于集成度的提高，功耗仍然是个大问题，对于巨型计算机，问题更为严重。光计算机却不同，除了激光源需要一定的能量以外，光在传输和转换时，能量消耗却极低。
由于光传输和变换有如此多的优点，人们对它发生了浓厚的兴趣，一大批科学家致力于这方面的研究。光计算机技术包括光信息传输、光计算、光交换、光信息存储和光信息显示。用光来实现计算机内核心部件互联和信息的全息存储是实现光计算机的第一步。当光计算和光交换技术也成熟以后，光计算机的问世就有可能了。作为实验室研究的光计算机，早在1986年就已由英国、法国、比利时、德国、意大利等多国的78名科学家研制成功，比当时最快的电子计算机还要快1000倍。1990年1月29日，以一美籍华裔科学家为首的研究小组，在美国贝尔实验室又成功地研制了一台光学数字处理器，在向光学数字计算机的正式研制方面又迈出了一大步。
正像电子计算机的发展依赖于电子器件(尤其是集成电路)一样，光计算机的发展也主要取决于光逻辑元件和光存储元件(即集成光路)的突破。近十年来CD-ROM光盘、VCD光盘和DVD光盘的接踵出现，是光存储研究的巨大进展。网络技术中的光纤信道和光转接器技术已相当成熟。光计算机的关键技术，光存储技术、光互联技术、光集成器件等方面的研究都已取得突破性的进展，为光计算机的研制、开发和应用奠定了基础。目前全光计算机技术尚未成熟，但光信息传输和光信息存储取得了巨大的成功。其中光纤互联技术已很成熟并广泛应用于通信与电视网。据最新研究成果报道，在实验室里高密度波分复用光纤网络的带宽已经超过了l000Gb／s，它是目前流行的高速千兆以太网的1000倍!这种技术将会很快走向市场。与此同时，世界上的顶尖科学家正在全力以赴地研究更高性能的全光通信网。全光网络使用光纤作为传输介质，采用波分复用技术和光交叉互联技术进行信息传输。由于在路由选择、数据交换与传输过程中避免了光／电及电／光转换，消除了所谓电子瓶颈，将使网络的传输和交换速率及容量得到极大的提高。
目前，光学数字计算机的研究虽然还处在初级阶段，但实用性商用光学阵列处理器和混合光／电计算机系统已相继问世。随着光集成电路的发展，21世纪，光学计算机将在各个领域获得广泛的应用。