Nanophotonic Cavity Based Synapse for Scalable Photonic Neural Networks

光子学 光子晶体 计算机科学 带宽(计算) 可扩展性 纳米光子学 人工神经网络 超立方体 拓扑(电路) 电子工程 光电子学 物理 电信 人工智能 电气工程 并行计算 工程类 数据库
作者
Aashu Jha,Chaoran Huang,deLima, Thomas Ferriera,Hsuan-Tung Peng,Bhavin J. Shastri,Paul R. Prucnal
出处
期刊:IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics [IEEE Photonics Society]
卷期号:28 (6): 1-8
标识
DOI:10.1109/jstqe.2022.3179983
摘要

The bandwidth and energy demands of neural networks has spurred tremendous interest in developing novel neuromorphic hardware, including photonic integrated circuits. Although an optical waveguide can accommodate hundreds of channels with THz bandwidth, the channel count of photonic systems is always bottlenecked by the devices within. In WDM-based photonic neural networks, the synapses, i.e. network interconnections, are typically realized by microring resonators (MRRs), where the WDM channel count ( $N$ ) is bounded by the free-spectral range of the MRRs. For typical Si MRRs, we estimate $N \leq 30$ within the C-band. This not only restrains the aggregate throughput of the neural network but also makes applications with high input dimensions unfeasible. We experimentally demonstrate that photonic crystal nanobeam based synapses can be FSR-free within C-band, eliminating the bound on channel count. This increases data throughput as well as enables applications with high-dimensional inputs like natural language processing and high resolution image processing. In addition, the smaller physical footprint of photonic crystal nanobeam cavities offers higher tuning energy efficiency and a higher compute density than MRRs. Nanophotonic cavity based synapse thus offers a path towards realizing highly scalable photonic neural networks.

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
1秒前
1秒前
yi伊发布了新的文献求助10
2秒前
上官若男应助yi采纳,获得10
3秒前
情殇完成签到 ,获得积分10
3秒前
CipherSage应助沐沐采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
科研小趴菜完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
优秀如雪发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI6.1应助628采纳,获得10
9秒前
cdercder应助yu采纳,获得10
9秒前
10秒前
上转换完成签到 ,获得积分10
10秒前
w123发布了新的文献求助10
11秒前
跳跃惜筠发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
杨兰完成签到 ,获得积分10
12秒前
6666发布了新的文献求助30
13秒前
阳光访波完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
高大的凝阳完成签到,获得积分10
14秒前
7788发布了新的文献求助10
15秒前
zyyy发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
天热发布了新的文献求助10
16秒前
煎饼发布了新的文献求助10
17秒前
盒子发布了新的文献求助10
17秒前
拓拓发布了新的文献求助10
18秒前
yi发布了新的文献求助10
19秒前
研友_VZG7GZ应助小北采纳,获得10
19秒前
21秒前
李健应助zhr采纳,获得10
24秒前
煎饼完成签到,获得积分10
27秒前
高分求助中
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
Understanding Modeling and Simulation of Polymerization Reactions 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6922290
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8612023
关于积分的说明 18270704
捐赠科研通 6339404
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3070572
关于科研通互助平台的介绍 2101579
邀请新用户注册赠送积分活动 2047769