二进制运算在计算机科学和信息处理中具有核心作用，其优势主要体现在以下五个方面：
简化硬件设计
二进制通过0和1两种状态对应晶体管的开/关，实现算术和逻辑运算的简化。例如加法仅需处理“0+0”“1+0”等四种情况，便于电路实现，显著提升计算效率。
高效运算速度
二进制运算直接对应硬件逻辑门电路，执行速度远超十进制。例如，求2的n次方可通过移位操作高效完成，位运算（如与、或、非）在处理图像、音频等数据时优化了算法效率。
优化存储与传输
二进制以位为单位存储数据，每个位仅占用1比特，相比十进制更节省空间。同时，二进制信号传输抗干扰性强，确保数据完整性，适用于存储设备（如内存、硬盘）和网络通信。
逻辑运算与控制
二进制是计算机逻辑运算的基础，通过位操作实现复杂算法。例如，与、或、非等逻辑门直接处理二进制位，简化程序逻辑处理，提升执行效率。
支持多领域应用
二进制在密码学、人工智能等场景中发挥关键作用。加密算法依赖二进制操作保障数据安全，而三进制等扩展数制则用于处理不确定性和模糊性，提升人工智能的适应性。
综上，二进制运算通过硬件高效性、存储优化和逻辑简洁性，成为现代信息技术的基石。