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CORDIS - Risultati della ricerca dell’UE
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Coherent Spintronic Networks for Neuromorphic Computing

Descrizione del progetto

La ricerca potrebbe rivoluzionare la tecnologia informatica neuromorfica

L’informatica neuromorfica si avvale di reti di neuroni e sinapsi artificiali per condurre compiti di elaborazione dei dati con un’efficienza senza precedenti. Le connessioni sinaptiche estremamente interconnesse sono fondamentali per il successo dell’informatica neuromorfica, ma una loro realizzazione attraverso i circuiti elettronici convenzionali è impegnativa. Il progetto CoSpiN, finanziato dall’UE, si propone di superare questo problema. A tal fine, i ricercatori si baseranno sulle onde di spin, le eccitazioni collettive degli spin all’interno di un materiale magnetico. L’obiettivo principale consiste nella creazione e nella convalida sperimentale di elementi costitutivi fisici per la progettazione di un’innovativa struttura di rete completamente spintronica e su nano scala che contenga tutte le proprietà necessarie per l’informatica neuromorfica, tra cui non linearità, interconnettività e riprogrammabilità elevate.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

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Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2021-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

RHEINLAND-PFALZISCHE TECHNISCHE UNIVERSITAT
Contributo netto dell'UE
€ 1 499 072,50
Indirizzo
GOTTLIEB DAIMLER STRASSE
67663 Kaiserslautern
Germania
Regione
Rheinland-Pfalz Rheinhessen-Pfalz Kaiserslautern, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 499 072,50

Beneficiari (1)