Подходы фотоники для реализации нейроморфных вычислений

А.И. Мусорин, А.С. Шорохов, А.А. Чежегов, Т.Г. Балуян, К.Р. Сафронов, А.В. Четвертухин, А.А. Грунин, А.А. Федянин^†
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Физический факультет, Ленинские горы 1 стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация

Физические ограничения скорости работы электронных устройств заставляют искать альтернативные способы обработки информации. Последние несколько лет развивается нейроморфная фотоника — раздел фотоники, объединяющий физику оптических и оптоэлектронных устройств с математическими алгоритмами искусственных нейронных сетей. Подобный симбиоз позволяет решать определённые классы вычислительных задач, в частности некоторые задачи искусственного интеллекта, с большей скоростью и высокой энергоэффективностью по сравнению с электронными устройствами на архитектуре фон Неймана. Рассмотрены оптические аналоговые вычисления, фотонные нейронные сети, способы перемножения матриц оптическими средствами, обсуждаются преимущества и недостатки существующих подходов.

Ключевые слова: нейроморфная фотоника, искусственный интеллект, машинное обучение, резервуарные вычисления, матрично-векторное умножение, фотонные вычисления, нейронные сети, оптический сопроцессор, фотонные тензорные вычисления, оптическое фурье-преобразование, интегральная фотоника, интерферометр Маха—Цендера, кольцевые резонаторы, волноводы
PACS: 07.05.Mh, 42.79.Hp (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2023.07.039505
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2023/12/b/
Web of Science

001172931200006
Scopus

2-s2.0-85183055912
ADS NASA

2023PhyU...66.1211M
Цитата: Мусорин А И, Шорохов А С, Чежегов А А, Балуян Т Г, Сафронов К Р, Четвертухин А В, Грунин А А, Федянин А А "Подходы фотоники для реализации нейроморфных вычислений" УФН 193 1284–1297 (2023)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)Medline

RefWorks

Русский

English

RT Journal
T1 Подходы фотоники для реализации нейроморфных вычислений
A1 Мусорин,А.И.
A1 Шорохов,А.С.
A1 Чежегов,А.А.
A1 Балуян,Т.Г.
A1 Сафронов,К.Р.
A1 Четвертухин,А.В.
A1 Грунин,А.А.
A1 Федянин,А.А.
PB Успехи физических наук
PY 2023
FD 10 Dec, 2023
JF Успехи физических наук
JO Усп. физ. наук
VO 193
IS 12
SP 1284-1297
DO 10.3367/UFNr.2023.07.039505
LK https://ufn.ru/ru/articles/2023/12/b/

Поступила: 8 ноября 2022, доработана: 4 июля 2023, одобрена в печать: 5 июля 2023

English citation: Musorin A I, Shorokhov A S, Chezhegov A A, Baluyan T G, Safronov K R, Chetvertukhin A V, Grunin A A, Fedyanin A A “Photonics approaches to the implementation of neuromorphic computing” Phys. Usp. 66 1211–1223 (2023); DOI: 10.3367/UFNe.2023.07.039505