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)

BibTex

BibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Русский

English

%0 Journal Article
%T Photonics approaches to the implementation of neuromorphic computing
%A A. I. Musorin
%A A. S. Shorokhov
%A A. A. Chezhegov
%A T. G. Baluyan
%A K. R. Safronov
%A A. V. Chetvertukhin
%A A. A. Grunin
%A A. A. Fedyanin
%I Uspekhi Fizicheskikh Nauk
%D 2023
%J Usp. Fiz. Nauk
%V 193
%N 12
%P 1284-1297
%U https://ufn.ru/ru/articles/2023/12/b/
%U https://doi.org/10.3367/UFNr.2023.07.039505

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