Holografinen tallennus on eräänlainen tallennustila, joka käyttää valoa ja holografiaa luodakseen tallennustilaa, joka voi olla huomattavasti suurempi ja nopeampi kuin magneettiset tai optiset tallennuslaitteet. Useat eri yritykset ovat työskennelleet sellaisten tallennuslaitteiden luomisen parissa, jotka käyttävät holografiaa tietojen kirjoittamiseen ja lukemiseen. Loppujen lopuksi, huolimatta tämän tyyppisen tallennuksen mahdollisista eduista, muut tietojen tallennusvaihtoehdot voivat osoittautua välittömästi toteutettaviksi ja kustannustehokkaammiksi. Holografista tallennustilaa voidaan käyttää sekä yksittäiskirjoitustallennukseen että uudelleenkirjoitettavaan tallennukseen, vaikka jälkimmäinen vaatisi hieman monimutkaisempaa tekniikkaa.
Holografia on valon, tyypillisesti kahden erillisen valonsäteen tai energian, käyttö “tallennuksen” tuottamiseksi kuvasta tai tiedosta, joka voidaan sitten hakea valon avulla myöhemmin. Tätä on historiallisesti käytetty kolmiulotteisten (3D) holografisten kuvien tuottamiseen käyttämällä valoa luodakseen ”tallenteen” esineestä valoherkästä materiaalista valmistetulle pinnalle. 3D -kuva voidaan sitten luoda uudelleen käyttämällä vain valoa.
Holografinen tallennuslaite käyttäisi samaa tekniikkaa luodakseen “tallenteita” ei 3D-kuvien luomista varten, vaan tietojen tallentamiseksi valoherkille materiaaleille, jotka voitaisiin sitten sijoittaa kiintolevyn tai vastaavan tallennuslaitteen sisälle. Pohjimmiltaan käytetään kahta lasersädettä: toista kutsutaan vertailusädeksi ja toista valaistukseksi tai signaalisädeksi. Kaksi sädettä luovat häiriökuvion, joka painaa valoherkkää materiaalia, aivan kuten holografisen kuvan luomisessa. Käyttämällä toista lasersädettä samassa kulmassa holografisen tallennuksen tiedot voidaan hakea ja näyttää tietokoneen näytöllä samalla tavalla kuin tiedot haetaan magneettisesta tai optisesta tallennuslaitteesta.
Optiset ja magneettiset tallennusmenetelmät tallentavat tiedot yksittäisten tietobittien merkkijonoiksi, ja holografinen tallennus käyttää samaa prosessia. Pieni alue, jota käytetään holografisessa tallennuksessa, voi kuitenkin sisältää lukuisia tietoja, jotka ovat päällekkäin ja joihin pääsee käsiksi muuttamalla käytettyjen säteiden kulmaa. Tämä tarkoittaa, että sama määrä fyysistä tilaa, jota käytetään holografiassa, voi tallentaa paljon enemmän tietoa kuin mikä on mahdollista verrattuna magneettiseen tai optiseen tallennukseen.
Holografinen tallennus voi myös käyttää databittejä rinnakkain valonsäteen kautta eikä bittiä kerrallaan, jolloin tietojen tallennus ja haku ovat huomattavasti nopeampia kuin muut mediat. Suurin osa valolle arkaluonteisesta materiaalista voi kuitenkin tuottaa vain yhden tiedon, vaikka tiedot voidaan lukea useita kertoja ja ne kestävät todennäköisesti jopa vuosisadan. Tiettyjä kiteitä voitaisiin todennäköisesti käyttää uudelleenkirjoitettavassa holografisessa tallennuksessa, koska joillakin kiteillä on ominaisuuksia, joita kutsutaan fotorefraktiiviseksi vaikutukseksi ja jotka mahdollistavat hologrammien tallentamisen useita kertoja ja muuttamisen.