現有的計算機是電子計算機，它是由電子器件組成的，以電子作為傳送信息的媒介。
科學家們在研究提高計算機運算速度時，想在這個問題上另辟蹊徑。他們從光電傳輸和光電轉換器件中得到啟發，既然光子與電子都可作為傳輸信息的載體，並且借助某些裝置還能實現光電或電光的轉換，那麼，為什麼不能用光子取代電子，設計出光計算機呢？
將光與電加以比較，將發現許多優越性。
首先，光速為30萬千米／秒，而電子的運動速度隻有在理想條件下才能接近光速。
其次，在實際應用中，矽集成電路執行開關操作時，電子的運動會受到各種阻礙，其運行速度比光速至少要慢1000倍。電子運動遇到障礙時，還會釋放熱量，即消耗能量，而光則顯得特別“輕鬆”。
再次，電子帶有負電荷，運動時又會受到電磁場的製約；光子的運動是不受影響的。
還有，電子開關器件一次隻能處理一個信號，如果將其變為光器件，則一次能夠執行多個開關操作，因它可被多束光同時驅動，各束光之間相互獨立，互不幹擾。
光計算機是一種由光信號進行數字運算、邏輯操作、信息貯存和處理的新型計算機。
光計算機的研製有著重要的意義，一旦成功，其運算速度可高達1萬億次，存貯量將達到100億二進製單位。這個數字要比傳統計算機的速度快1000倍，存貯量大100萬倍，從而可使諸如三維圖像的實時信息處理、模式識別等難題迎刃而解。這是一個多麼讓人激動而又誘人的前景啊！
盡管在研製光計算機的道路上荊棘遍布，但科學家們對此卻十分樂觀，並寄予厚望。
美國著名的電子學家比爾·沃爾什預言：“2000年以後，光計算機將開始取代電子計算機，而且將成為主要的計算機技術。”
光計算機有三個特點。第一，光的頻率比電的頻率高得多，所以信息傳輸速度快，傳輸容量大。第二，它的切換和運算元件的響應速度快，容易實現高速處理。第三，兩種光波在一起行進時不容易發生幹涉，不像兩種電波在一起容易發生幹擾，所以適合於進行並行處理。第四，容易相互連接。電信號在傳輸中，線路上的元件存在有阻抗匹配問題，而光信號傳輸無這種問題。
所以人們希望光計算機能成為新一代的高速計算機，尤其用於製造要求並行處理的神經計算機。但是，光計算機的基礎技術、關鍵器件都還不成熟，因此還很難預測何時才能實用。