Projektbeschreibung
Ganzheitliche photonische Paradigmen für maschinelles Lernen für die schwierigsten Bildgebungsanwendungen
Der neuromorphen Photonik wird heute viel Aufmerksamkeit gewidmet, da sie im Vergleich zur digitalen Elektronik Geschwindigkeit und Energieeffizienz bietet, insbesondere bei anspruchsvollen Anwendungen. Doch elektronisch-photonische Systeme auf einem Chip, die von neu entstandenen Anwendungen (wie neuromorphen Rechnersystemen) betrieben werden, erfordern die Rekonfigurierbarkeit integrierter photonischer Schaltkreise mit hochskalierbaren photonischen Schalteinheiten. Das EU-finanzierte Projekt NEoteRIC hat sich zum Ziel gesetzt, ganzheitliche photonische Paradigmen für maschinelles Lernen für fortgeschrittenste, anspruchsvolle Bildgebungsanwendungen zu entwickeln. Die neuen Paradigmen werden die Bildfrequenz entscheidend erhöhen und eine höhere Leistungsklassifikation bieten. Außerdem werden sie den Energieverbrauch wesentlich senken. Die zentrale Lösung besteht aus mehreren Innovationen wie der photonischen Transistorebene, der Entwicklung und dem Ausbau eines rekonfigurierbaren photonischen FPGA-ähnlichen Schaltkreises und vollständig rekonfigurierbaren zentralen photonischen Siliziumkomponenten.
Ziel
NEoteRIC’s primary objective is the generation of holistic photonic machine learning paradigms that will address demanding imaging applications in an unconventional approach providing paramount frame rate increase, classification performance enhancement and orders of magnitude lower power consumption compared to the state-of-the-art machine learning approaches. NEoteRIC’s implementation stratagem incorporates multiple innovations spanning from the photonic “transistor” level and extending up to the system architectural level, thus paving new, unconventional routes to neuromorphic performance enhancement. The technological cornerstone of NEoteRIC relies on the development and upscaling of a high-speed reconfigurable photonic FPGA-like circuit that will incorporate highly-dense and fully reconfigurable key silicon photonic components (ring resonators, MZIs, etc.). High-speed reconfigurability will unlock the ability to restructure the photonic components and rewire inter-component connections. Through NEoteRIC the integrated photonic FPGAs will be strengthened by the incorporation of novel marginal-power consuming non-volatile high-speed phase shifters that will push the boundaries of energy consumption. NEoteRIC’s “unconventional” chips will be utilized as a proliferating neuromorphic computational platform that will merge the merits of photonic and electronic technology and will allow the all-optical implementation of powerful non-von Neumann architectures such as Reservoir Computing, Recurrent Neural Networks, Deep Neural Networks and Convolutional Neural Networks simultaneously by the same photonic chip. The in-project excellence will be tested through demanding high impact application such as high frame-rate image analysis and in particular single-pixel time-stretch modalities thus pushing the boundaries of state-of-the-art; exhibiting simultaneous high spatial resolution and Gframe/sec processing rate.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-ICT-2019-2
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
46022 Valencia
Spanien