清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

An on-chip photonic deep neural network for image classification

计算机科学 光子学 可扩展性 人工神经网络 深度学习 计算机硬件 炸薯条 光学计算 电子工程 人工智能 电信 光电子学 工程类 材料科学 数据库
作者
Farshid Ashtiani,Alexander J. Geers,Firooz Aflatouni
出处
期刊:Nature [Springer Nature]
卷期号:606 (7914): 501-506 被引量:165
标识
DOI:10.1038/s41586-022-04714-0
摘要

Deep neural networks with applications from computer vision to medical diagnosis1-5 are commonly implemented using clock-based processors6-14, in which computation speed is mainly limited by the clock frequency and the memory access time. In the optical domain, despite advances in photonic computation15-17, the lack of scalable on-chip optical non-linearity and the loss of photonic devices limit the scalability of optical deep networks. Here we report an integrated end-to-end photonic deep neural network (PDNN) that performs sub-nanosecond image classification through direct processing of the optical waves impinging on the on-chip pixel array as they propagate through layers of neurons. In each neuron, linear computation is performed optically and the non-linear activation function is realized opto-electronically, allowing a classification time of under 570 ps, which is comparable with a single clock cycle of state-of-the-art digital platforms. A uniformly distributed supply light provides the same per-neuron optical output range, allowing scalability to large-scale PDNNs. Two-class and four-class classification of handwritten letters with accuracies higher than 93.8% and 89.8%, respectively, is demonstrated. Direct, clock-less processing of optical data eliminates analogue-to-digital conversion and the requirement for a large memory module, allowing faster and more energy efficient neural networks for the next generations of deep learning systems.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
gszy1975发布了新的文献求助10
18秒前
苗条的千兰完成签到 ,获得积分10
49秒前
动听安筠完成签到 ,获得积分10
1分钟前
juan完成签到 ,获得积分10
2分钟前
三人水明完成签到 ,获得积分10
2分钟前
gjww完成签到,获得积分0
2分钟前
Owen应助Daybreak采纳,获得10
4分钟前
SX0000完成签到 ,获得积分10
4分钟前
Daybreak完成签到,获得积分20
4分钟前
4分钟前
Daybreak发布了新的文献求助10
4分钟前
螃螃完成签到 ,获得积分10
5分钟前
姚老表完成签到,获得积分10
5分钟前
长城干红完成签到 ,获得积分0
6分钟前
6分钟前
7分钟前
niuzyang发布了新的文献求助10
7分钟前
华仔应助niuzyang采纳,获得10
7分钟前
SOLOMON应助科研通管家采纳,获得10
7分钟前
niuzyang完成签到,获得积分10
7分钟前
依依完成签到 ,获得积分10
8分钟前
寒雨发布了新的文献求助10
8分钟前
lanxinge完成签到 ,获得积分20
8分钟前
墨mo完成签到 ,获得积分10
8分钟前
8分钟前
老宇126完成签到,获得积分10
8分钟前
SOLOMON应助科研通管家采纳,获得10
9分钟前
妖精完成签到 ,获得积分10
10分钟前
寒雨发布了新的文献求助10
10分钟前
寒雨完成签到,获得积分10
10分钟前
10分钟前
小强完成签到 ,获得积分10
11分钟前
酸奶球完成签到 ,获得积分10
11分钟前
fire未来式完成签到,获得积分10
11分钟前
11分钟前
wujiwuhui完成签到 ,获得积分10
12分钟前
高小谦完成签到 ,获得积分10
14分钟前
14分钟前
从容芮应助科研通管家采纳,获得10
15分钟前
SOLOMON应助科研通管家采纳,获得10
15分钟前
高分求助中
Formgebungs- und Stabilisierungsparameter für das Konstruktionsverfahren der FiDU-Freien Innendruckumformung von Blech 1000
The Illustrated History of Gymnastics 800
The Bourse of Babylon : market quotations in the astronomical diaries of Babylonia 680
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 500
Hypofractionated Stereotactic Radiosurgery for Brain Metastases 390
The role of a multidrug-resistance gene (lemdrl) in conferring vinblastine resistance in Leishmania enriettii 330
Elgar Encyclopedia of Consumer Behavior 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2509856
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2159830
关于积分的说明 5529774
捐赠科研通 1880066
什么是DOI,文献DOI怎么找? 935639
版权声明 564215
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 499540