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它由激光器、光学反射镜、透镜、滤波器等光学元件和设备构成，靠激光束进入反射镜和透镜组成的阵列进行信息处理，以光子代替电子，光运算代替电运算。
光的并行、高速，天然地决定了光子计算机的并行处理能力很强，具有超高运算速度。
光子计算机甚至还具有与人脑相似的容错性，系统中某一元件损坏或出错时，并不影响最终的计算结果。
光子在光介质中传输所造成的信息畸变和失真极小，光传输、转换时能量消耗和散发热量极低，对环境条件的要求比电子计算机低得多。
光子计算机这一科学设想提出来其实已经几十年了，并随后有更多的科学家加入进来，不断的完善相关的科学理论体系研究。
直到1990年，米国贝尔实验室制成世界上第一台光子计算机。这台光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。不过因为当时技术条件有限，这台光子计算机的性能并不出众，甚至比不上同时期的电子计算机。
随后许多国家都投入巨资进行光子计算机的研究工作，但光子计算机技术发展一直比较缓慢，始终比不过电子计算机，终其原因，主要还是因为人们在光学领域的研究不够。
一台光子计算机的构成非常复杂，主要由复杂的集成光路，光源稳定的激光器，透镜，光学反射镜，滤波器等设备组成。
利用光子作为传递信息的载体，以光硬件代替电子硬件，以光运算代替电运算。
