Minimalist Optical Neural Computing: Optical Diffractive Neural Network by 2‐level Quantized Pixel‐Wise Optical Encoding

人工神经网络 计算机科学 像素 编码(内存) 光学计算 人工智能 光学 物理
作者
Xianjin Liu,Ting Ma,Qiwen Bao,Zhanying Ma,Guodong Gao,Jun‐Jun Xiao
出处
期刊:Laser & Photonics Reviews [Wiley]
卷期号:19 (18) 被引量:4
标识
DOI:10.1002/lpor.202402303
摘要

Abstract Diffractive optical neural networks (DONNs) offer high‐speed, energy‐efficient artificial intelligence (AI) computation but face challenges with optical misalignment and model‐to‐reality gaps. In this work, an ultra‐simplified DONN architecture based on a digital mirror device (DMD) and camera, dubbed as m‐DONN, is introduced and experimentally validated. Notably, within the m‐DONN framework, the DMD acts as both the input layer and the solitary hidden layer, which is trained with 2‐level quantization, markedly differing from the configuration found in traditional DONNs. This minimalism and binarization of the diffraction layer can result in a highly nonlinear correlation between the encoded input information and the output. A 10‐classification accuracy of over 82% is achieved on the MNIST dataset in both theoretical modeling and experimental measurements, utilizing over 10 000 test samples. Furthermore, this m‐DONN is employed to construct an online reinforcement learning agent capable of dynamically stabilizing a virtual inverted pendulum. The inherent simplicity of the proposed optical computing system, coupled with the cost‐effective implementation using either active or passive key optical components, not only demonstrates an extremely powerful yet simple optical neuromorphic setup but also paves the way for the acceleration of optoelectronic AI applications across a variety of scenarios.
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
HeAuBook举报郭先森3316求助涉嫌违规
刚刚
机灵若灵发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
深情安青应助张涛采纳,获得50
1秒前
1秒前
2秒前
情怀应助小羊打嗝采纳,获得10
2秒前
2秒前
完美世界应助刘兆亮采纳,获得10
2秒前
3秒前
温柔发布了新的文献求助50
3秒前
huyz发布了新的文献求助10
3秒前
老实大炮完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
xqx发布了新的文献求助10
5秒前
XIAOFA完成签到,获得积分10
5秒前
zik发布了新的文献求助10
5秒前
biiii发布了新的文献求助30
5秒前
丘比特应助承一采纳,获得10
6秒前
彭于晏应助Sinner采纳,获得10
6秒前
Landau发布了新的文献求助10
6秒前
封霖恺发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
领导范儿应助11111111采纳,获得10
8秒前
标致乐双发布了新的文献求助10
8秒前
玄风发布了新的文献求助10
8秒前
Zhou应助常文轩采纳,获得10
9秒前
华仔应助刘兆亮采纳,获得10
9秒前
zoushiyi发布了新的文献求助10
9秒前
橘生淮南.发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
befond发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
李健应助know采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
琉璃岁月发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
2026人教社中小学心理健康教育读本高中全一册电子版 600
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7666207
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9235826
关于积分的说明 19875938
捐赠科研通 7235283
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3283707
关于科研通互助平台的介绍 2442454
邀请新用户注册赠送积分活动 2284883