11 TOPS photonic convolutional accelerator for optical neural networks

计算机科学 卷积神经网络 人工智能 像素 最上等的 深度学习 光学计算 人工神经网络 可扩展性 模式识别(心理学) 计算机硬件 计算机视觉 物理 电子工程 光学 方位角 工程类 数据库
作者
Xingyuan Xu,Mengxi Tan,Bill Corcoran,Jiayang Wu,Andreas Boes,Thach G. Nguyen,Sai T. Chu,Brent E. Little,D. G. Hicks,Roberto Morandotti,Arnan Mitchell,David Moss
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:589 (7840): 44-51 被引量:1369
标识
DOI:10.1038/s41586-020-03063-0
摘要

Convolutional neural networks (CNNs), inspired by biological visual cortex systems, are a powerful category of artificial neural networks that can extract the hierarchical features of raw data to greatly reduce the network parametric complexity and enhance the predicting accuracy. They are of significant interest for machine learning tasks such as computer vision, speech recognition, playing board games and medical diagnosis. Optical neural networks offer the promise of dramatically accelerating computing speed to overcome the inherent bandwidth bottleneck of electronics. Here, we demonstrate a universal optical vector convolutional accelerator operating beyond 10 TeraFLOPS (floating point operations per second), generating convolutions of images of 250,000 pixels with 8 bit resolution for 10 kernels simultaneously, enough for facial image recognition. We then use the same hardware to sequentially form a deep optical CNN with ten output neurons, achieving successful recognition of full 10 digits with 900 pixel handwritten digit images with 88% accuracy. Our results are based on simultaneously interleaving temporal, wavelength and spatial dimensions enabled by an integrated microcomb source. This approach is scalable and trainable to much more complex networks for demanding applications such as unmanned vehicle and real-time video recognition.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
JiangQin完成签到,获得积分20
刚刚
西瓜完成签到,获得积分10
刚刚
南海子完成签到,获得积分10
刚刚
kad完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
小懒不偷懒完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
勇敢牛牛发布了新的文献求助10
4秒前
汉堡包的应助被去2采纳,获得10
4秒前
吃土弯弯发布了新的文献求助10
4秒前
三岁完成签到,获得积分10
4秒前
淡然的恶天完成签到 ,获得积分20
4秒前
5秒前
李健的应助被lsh1996采纳,获得10
5秒前
逃避行完成签到,获得积分10
6秒前
专注可兰发布了新的文献求助10
6秒前
健康小宋完成签到,获得积分10
7秒前
十二平均律完成签到,获得积分10
8秒前
lsr完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
JiangQin发布了新的文献求助10
9秒前
跳跃完成签到,获得积分10
9秒前
ni完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
海a完成签到,获得积分10
10秒前
cc完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
LYP完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
下里巴人完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
ni发布了新的文献求助80
13秒前
张文发布了新的文献求助10
14秒前
神勇映雁的应助被harden9159采纳,获得10
14秒前
LLL完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
A Silent Apostrophe:The Fayum Portraits 520
Organizational Behavior 510
Sing with Understanding: Introduction to Theology in Christian Congregational Song, 3rd ed 330
Auslegung und Untersuchung einer invers ausgelegten Beschaufelung eines einstufigen Axialverdichters mit Vorleitrad (German) 300
AI-Contracting 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7838429
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9360750
关于积分的说明 20617169
捐赠科研通 7432638
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3339095
关于科研通互助平台的介绍 2483448
邀请新用户注册赠送积分活动 2360158