Accueil > Presse > Un petit réseau de micro-anneaux permet une multiplication matricielle à valeurs complexes

Résumé:
L'informatique optique utilise des photons au lieu d'électrons pour effectuer des calculs, ce qui peut augmenter considérablement la vitesse et l'efficacité énergétique des calculs en surmontant les limitations inhérentes aux électrons. Le principe de base de l'informatique optique est l'interaction lumière-matière. L'informatique matricielle est devenue l'un des outils de traitement de l'information les plus largement utilisés et indispensables en science et en ingénierie, contribuant à un grand nombre de tâches de calcul pour la plupart des traitements de signal, telles que les transformées de Fourier discrètes et les opérations de convolution. En tant que bloc de construction de base des réseaux de neurones artificiels (ANN), la multiplication matricielle occupe la plupart des ressources de calcul. En raison des propriétés des composants électroniques, la réalisation de multiplications matricielles simples nécessite un grand nombre de transistors pour fonctionner ensemble, tandis que les multiplications matricielles peuvent être facilement mises en œuvre par des composants photoniques fondamentaux tels que le micro-anneau, l'interféromètre Mach Zehnder (MZI) et le plan diffractif. Par conséquent, la vitesse de l'informatique optique est supérieure de plusieurs ordres de grandeur à celle de l'informatique électronique et consomme beaucoup moins d'énergie. Cependant, la méthode traditionnelle de multiplication matrice-vecteur incohérente se concentre sur les opérations à valeurs réelles et ne fonctionne pas bien dans les réseaux de neurones à valeurs complexes et les transformées de Fourier discrètes.

Le petit réseau de micro-anneaux permet une grande multiplication de matrices à valeurs complexes

Pékin, Chine | Publié le 13 mai 2022

Des chercheurs dirigés par le professeur Jianji Dong de l'Université des sciences et technologies de Huazhong (HUST), en Chine, ont proposé une puce photonique multiplicatrice matrice-vecteur complexe qui peut prendre en charge des multiplications matricielles arbitraires à grande échelle et à valeurs complexes. La puce brise le goulot d'étranglement selon lequel les schémas informatiques optiques non cohérents traditionnels sont difficiles à réaliser des multiplications arbitraires de matrices à valeurs complexes à grande échelle, et permet également des applications d'intelligence artificielle telles que la transformée de Fourier discrète, la transformée en cosinus discrète, la transformée de Walsh et la convolution d'image. Leur idée est de concevoir des algorithmes intelligents de décomposition matricielle et de partitionnement matriciel pour l'architecture de réseau de micro-anneaux afin d'étendre les multiplications matricielles du domaine réel au domaine complexe et de la petite à la grande échelle. Les chercheurs ont démontré expérimentalement avec succès plusieurs applications typiques de l'intelligence artificielle, montrant le grand potentiel de la puce photonique multiplicatrice matrice-vecteur complexe pour les applications dans le calcul de l'intelligence artificielle. Le travail intitulé "A small microring array that performs large complex-valued matrix-vector multiplication" a été publié le 28 avril 2022 dans Frontiers of Optoelectronics.

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À propos de la presse de l'enseignement supérieur
Fondée en mai 1954, Higher Education Press Limited Company (HEP), affiliée au ministère de l'Éducation, est l'une des premières institutions engagées dans l'édition pédagogique après la création de la RP Chine en 1949. Après six décennies d'efforts, HEP est devenue un grand éditeur complet, avec des produits sous diverses formes et à différents niveaux. Tant pour l'importation que pour l'exportation, HEP s'efforce de combler le vide des marchés nationaux et étrangers et de répondre à la demande des clients mondiaux en collaborant avec plus de 200 partenaires à travers le monde et en vendant des produits et services dans 32 langues à l'échelle mondiale. Aujourd'hui, HEP se classe parmi les principaux éditeurs chinois en termes de volume d'exportation de droits d'auteur et parmi les 50 plus grandes entreprises d'édition au monde en termes de force globale.

La série Frontiers Journals publiée par HEP comprend 28 revues académiques anglaises, couvrant les plus grands domaines académiques en Chine à l'heure actuelle. Parmi les séries, 13 ont été indexées par SCI, 6 par EI, 2 par MEDLINE, 1 par A&HCI. Les monographies académiques de HEP ont remporté environ 300 différents types de fonds d'édition et de récompenses, tant au pays qu'à l'étranger.

À propos des frontières de l'optoélectronique

Frontiers of Optoelectronics (FOE) vise à présenter les résultats de recherche les plus récents et les améliorations de pointe dans le domaine de la photonique et de l'optoélectronique. Il est destiné à être une plate-forme d'information importante pour une communication et un échange rapides entre les chercheurs dans les domaines concernés. La revue publie des articles de synthèse, des articles de recherche, des lettres, des commentaires, des numéros spéciaux, etc. Les rédacteurs en chef sont l'académicien Qihuang Gong de l'Université de Pékin et le professeur Xinliang Zhang de l'Université des sciences et technologies de Huazhong. FOE a été indexé par ESCI, Ei, SCOPUS, CSCD, Source Journals for Chinese Scientific and Technical Papers and Citations, etc. FOE est entièrement libre d'accès depuis 2022.

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Signet:

Référence : Junwei Cheng, Yuhe Zhao, Wenkai Zhang, Hailong Zhou, Dongmei Huang, Qing Zhu, Yuhao Guo, Bo Xu, Jianji Dong, Xinliang Zhang. Un petit réseau de micro-anneaux qui effectue une grande multiplication matrice-vecteur à valeurs complexes. Devant. Optoélectron. 15, 15 (2022). https://doi.org/10.1007/s12200-022-00009-4 :

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