Kleine microringarray maakt grote matrixvermenigvuldiging met complexe waarden mogelijk

Home > Media > Kleine microringarray maakt grote matrixvermenigvuldiging met complexe waarden mogelijk

Werkingsprincipe van de fotonische complexe matrix-vectorvermenigvuldigerchip.

CREDIT
Junwei Cheng, Yuhe Zhao, Wenkai Zhang, Hailong Zhou, Dongmei Huang, Qing Zhu, Yuhao Guo, Bo Xu, Jianji Dong, Xinliang Zhang;

Abstract:
Optisch computergebruik maakt gebruik van fotonen in plaats van elektronen om berekeningen uit te voeren, wat de snelheid en energie-efficiëntie van berekeningen aanzienlijk kan verhogen door de inherente beperkingen van elektronen te overwinnen. Het basisprincipe van optisch computergebruik is de licht-materie-interactie. Matrix computing is een van de meest gebruikte en onmisbare hulpmiddelen voor informatieverwerking in de wetenschap en techniek geworden, en draagt een groot aantal rekentaken bij aan de meeste signaalverwerking, zoals discrete Fourier-transformaties en convolutiebewerkingen. Als basisbouwsteen van kunstmatige neurale netwerken (ANN's) neemt matrixvermenigvuldiging de meeste rekenbronnen in beslag. Vanwege de eigenschappen van elektronische componenten vereist het uitvoeren van eenvoudige matrixvermenigvuldigingen een groot aantal transistors om samen te werken, terwijl matrixvermenigvuldigingen eenvoudig kunnen worden geïmplementeerd door fundamentele fotonische componenten zoals microring, Mach Zehnder-interferometer (MZI) en diffractief vlak. Daarom is de snelheid van optisch computergebruik verschillende ordes van grootte hoger dan die van elektronisch computergebruik en verbruikt het veel minder stroom. De traditionele onsamenhangende matrix-vectorvermenigvuldigingsmethode richt zich echter op operaties met reële waarden en werkt niet goed in neurale netwerken met complexe waarden en discrete Fourier-transformaties.

Kleine microring-array maakt grote matrixvermenigvuldiging met complexe waarden mogelijk

Peking, China | Geplaatst op 13 mei 2022

Onderzoekers onder leiding van prof. Jianji Dong van de Huazhong Universiteit voor Wetenschap en Technologie (HUST), China, hebben een fotonische complexe matrix-vectorvermenigvuldigerchip voorgesteld die willekeurige grootschalige matrixvermenigvuldigingen met complexe waarden kan ondersteunen. De chip doorbreekt het knelpunt dat traditionele niet-coherente optische rekenschema's moeilijk te realiseren zijn op willekeurige grootschalige matrixvermenigvuldigingen met complexe waarden, en maakt ook kunstmatige-intelligentietoepassingen mogelijk zoals discrete Fourier-transformatie, discrete cosinus-transformatie, Walsh-transformatie en beeldconvolutie. Hun idee is om matrixdecompositie en matrixpartitionering intelligente algoritmen te ontwerpen voor de microringarray-architectuur om matrixvermenigvuldigingen uit te breiden van reëel naar complex domein en van kleinschalig naar grootschalig. De onderzoekers hebben met succes experimenteel verschillende typische toepassingen van kunstmatige intelligentie gedemonstreerd, wat het grote potentieel aantoont van de fotonische complexe matrix-vector multiplier-chip voor toepassingen in kunstmatige intelligentie. Het werk getiteld “A small microring array that performs large complex-valued matrix-vector multiplication” werd op 28 april 2022 gepubliceerd in Frontiers of Optoelectronics.

####

Over Hoger Onderwijs Pers
Higher Education Press Limited Company (HEP), opgericht in mei 1954, gelieerd aan het Ministerie van Onderwijs, is een van de eerste instellingen die zich toelegde op educatieve publicaties na de oprichting van PR China in 1949. Na zes decennia streven heeft HEP zich ontwikkeld tot een grote uitgebreide uitgeverij, met producten in verschillende vormen en op verschillende niveaus. Zowel voor import als export heeft HEP ernaar gestreefd om de leemte van de binnenlandse en buitenlandse markten op te vullen en te voldoen aan de vraag van wereldwijde klanten door samen te werken met meer dan 200 partners over de hele wereld en producten en diensten wereldwijd in 32 talen te verkopen. Nu behoort HEP tot de topuitgevers van China wat betreft het exportvolume van auteursrechten en tot de top 50 van grootste uitgeverijen ter wereld wat betreft uitgebreide kracht.

De serie Frontiers Journals, uitgegeven door HEP, omvat 28 Engelse academische tijdschriften, die momenteel de grootste academische velden in China bestrijken. Van de series zijn er 13 geïndexeerd door SCI, 6 door EI, 2 door MEDLINE, 1 door A&HCI. De academische monografieën van HEP hebben ongeveer 300 verschillende soorten publicatiefondsen en prijzen gewonnen in binnen- en buitenland.

Over Grenzen van Opto-elektronica

Frontiers of Optoelectronics (FOE) heeft tot doel de meest recente onderzoeksresultaten en de allernieuwste verbeteringen op het gebied van fotonica en opto-elektronica te introduceren. Het is bedoeld als een belangrijk informatieplatform voor snelle communicatie en uitwisseling tussen onderzoekers op de gerelateerde gebieden. Het tijdschrift publiceert overzichtsartikelen, onderzoeksartikelen, brieven, commentaren, speciale uitgaven, enzovoort. De hoofdredacteuren zijn academicus Qihuang Gong van de Universiteit van Peking en prof. Xinliang Zhang van de Huazhong Universiteit voor Wetenschap en Technologie. FOE is geïndexeerd door ESCI, Ei, SCOPUS, CSCD, Source Journals for Chinese Scientific and Technical Papers and Citations, enz. FOE is sinds 2022 volledig open access.

Voor meer informatie, klik hier

Kontakte:
Shuqin Hij
Hoger onderwijs pers
Office: 010-5855-6485

Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.

Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.

Bladwijzer: