光子是宇宙中速度最快的东西,每秒达30万公里。电子就不行,它在半导体内的运动速度约每秒60—500公里,最快也不到光速的十分之一。另外,超大型集成电路中,一些片状器件的线脚已达300多只,排列密度受到限制。而光束可以相互穿越,互不干扰,这使得科学家能够在极小的空间内开辟很多的信息通道。例如,贝尔实验室的光学转换器就可以做得很小,以致在不到2毫米直径的器件中,可装入2000多个通道。
从理论上讲,光脑的运算速度比现代的电脑还要快上千倍;其次,光脑器件还有信息量大的优点,一束光可以同时传送数以千计的通道的信息。然而,光脑的制造在理论上和技术上还有许多问题没有解决。作为第一步,科学家利用光脑驱动能量小的特点,把电子转换器同光结合起来,制造一种光与电“杂交”的计算机。