La memoria holográfica es una tecnología de almacenamiento de memoria de próxima generación basada en cristal o fotopolímero que compite con muchas otras por el dominio del futuro mercado de la memoria para computadoras. Actualmente se encuentra en la etapa de investigación y desarrollo, lo que significa que se han construido muchos prototipos exitosos, pero la tecnología aún se está mejorando y aún no se ha comercializado. Se espera la comercialización a finales de 2006, cuando tanto Optware como Maxwell lanzarán variantes del disco versátil holográfico capaz de contener 200 gigabytes (GB) y 300 GB de datos, respectivamente. En unos años, se espera que la forma madura del disco llegue al mercado. Este modelo tendrá una capacidad de casi 4 terabytes (TB), o 4000GB, suficiente para contener 8,700 horas de video.
Al igual que otras formas de almacenamiento de datos ópticos, la memoria holográfica utiliza láseres para codificar datos en el medio. Sin embargo, en lugar de utilizar una serie de hoyos y surcos para almacenar datos, como en un disco compacto, la memoria holográfica se codifica como un patrón de interferencia entre dos láseres. Estos dos láseres se denominan haz de referencia y haz de señal. El haz de señal contiene los datos, mientras que el haz de referencia generalmente permanece constante. Debido a que escribir en el disco crea un holograma, un patrón 3D complejo en el cristal, todo lo que se necesita es hacer brillar un haz de referencia en el disco en un ángulo preciso para que la imagen original se proyecte nuevamente.
La tecnología de memoria holográfica elude las limitaciones de las tecnologías de almacenamiento de memoria óptica convencional al hacer uso de la holografía inherentemente tridimensional para codificar datos, en lugar de la lectura y escritura 2D convencional por rayo láser. Esto significa que, en teoría, todo el volumen del cristal se puede utilizar para codificar datos de memoria holográfica, aunque en la práctica esto no es posible. Aún así, cualquier grado de tridimensionalidad es una gran ventaja para una tecnología de almacenamiento de memoria óptica, suficiente para poner la memoria holográfica a pasos agigantados por delante de la tecnología de DVD y Blu-Ray.
Se pueden superponer varios hologramas uno encima del otro en el mismo medio, una cualidad conocida como multiplexación. Al cambiar el ángulo del haz de referencia, se puede codificar y proyectar una imagen completamente nueva. Cada pequeño cambio en el ángulo del cristal puede dar lugar a una imagen holográfica reconstituida completamente nueva, casi hasta el límite de los átomos del cristal mismo para contener información. La memoria holográfica es una tecnología diferente a la anterior.