光量子计算，也称为全光量子计算、光子量子计算、线性光学量子计算，指用光子编码量子比特用线性光学元件操控光量子比特的量子计算技术。光量子比特可由光的不同自由度进行编码。当日常的光（不是单光子）通过半透半反镜（50:50的光分束器）时，会透射一半能量的光反射一半能量的光。

而如果单个光子通过这样的半透半反镜，由于它已经是不可分割的光的能量子，遵循量子力学原理，它将处于透射和反射两条路径的量子叠加态。倘若把两条路径分别编码成0和1，这个光子构成的路径量子比特就变成了0和1叠加，同时拥有二者的信息。

对于偏振量子比特，从电磁波的角度看，偏振方向是电场的振动方向光子45度的偏振状态是水平偏振状态和垂直偏振状态的相干叠加。如果把水平和垂直偏振分别编码成0和1，45度偏振状态的光子就构成了一个0和1叠加的偏振量子比特。除了这两种编码方式外，光量子比特还可以通过轨道角动量等其他自由度进行编码实现，光量子计算实验中也常采用多种自由度进行编码，不同自由度间也可以相互转化。比如，把一个45度偏振的光子（叠加的偏振量子比特）通过偏振分束器（透射水平偏振的光、反射垂直偏振的光）转化成透射路径和反射路径叠加的路径量子比特。