Description du projet
Une recherche pourrait révolutionner la technologie des ordinateurs neuromorphes
L’informatique neuromorphique fait appel à des réseaux de neurones et de synapses artificiels pour effectuer des tâches de traitement de données avec une efficacité sans précédent. Des connexions synaptiques hautement interconnectées sont cruciales pour le succès de l’informatique neuromorphique, mais les réaliser avec des circuits électroniques conventionnels relève du défi. Le projet CoSpiN, financé par l’UE, entend surmonter ce problème. À cette fin, les chercheurs s’appuieront sur les ondes de spin, les excitations collectives des spins dans un matériau magnétique. Son principal objectif est de créer et de valider expérimentalement des blocs de construction physiques innovants permettant de créer une nouvelle structure de réseau entièrement spinoïde à l’échelle nanométrique, qui intègre toutes les propriétés requises pour l’informatique neuromorphique, notamment une non-linéarité, une interconnectivité et une reprogrammabilité élevées.
Objectif
Neuromorphic computing uses networks of artificial neurons highly interconnected by artificial synapses to perform vast data processing tasks with unmatched efficiency, as needed, for instance, for pattern recognition or autonomous driving tasks. The synaptic connections play a paramount role to create better hardware realizations of these networks. However, it is very complex to realize large interconnectivity by electronic circuitry. COSPIN overcomes this connectivity constraint by using the eigen-excitations of the magnetic system - the spin waves - to connect state-of-the-art artificial neurons based on spintronic auto-oscillators. COSPIN’S main goal is to create and experimentally validate innovative physical building blocks for a novel nano-scaled, all-spintronic network structure which incorporates all necessary properties for neuromorphic computing including high nonlinearity, interconnectivity and reprogrammability. By design, COSPIN works at the boundary between oscillator-based computing and wave-based computing. It uses interference, frequency-multiplexing, and time-modulation techniques as well as spin-wave amplification to significantly increase the connectivity between neurons. Reprogramming of the network is implemented by a direct physical link to magnetic memory solutions as well as by reconfiguring spin-wave circuits. By using coherent wave interference and nonlinear wave interaction, COSPIN paves the way for novel coupling phenomena for complex artificial neural networks far beyond the state-of-the-art of current hardware realizations. Using cutting-edge micromagnetic simulations enhanced by inverse design methods, the artificial networks will be designed and tested prior to their nano-fabrication. Experimental investigations will be mainly carried out using micro-focus Brillouin light scattering. This allows for local investigation of the individual neurons and synapses, and significantly simplifies the interpretation of the network dynamics.
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
67663 Kaiserslautern
Allemagne