Tradisjonelle datamaskiner bruker elektroner som strømmer gjennom silisiumkretser for å prosessere informasjon. Fotoniske datamaskiner bruker fotoner — lyspartikler — i stedet.
Lys reiser med 299 792 km/s i vakuum og genererer ikke varme som elektroner gjør. Denne fundamentale fysiske forskjellen gjør det mulig for fotoniske prosessorer å utføre matrise-operasjoner (kjernen i nevrale nettverk) med enestående hastigheter og minimal energitap.
Fotoniske chipper bruker bølgeledere, modulatorer og interferometre til å manipulere lyssignaler. Flere lysstråler kan passere gjennom samme rom uten å interferere, noe som muliggjør massiv parallellisering som er umulig i elektroniske systemer.