Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Optoelectronic and all-optical hyperspin machines for large-scale computing

Opis projektu

Maszyny fotoniczne do całkowicie optycznych obliczeń na dużą skalę

Wydajny sprzęt do optymalizacji kombinatorycznej i uczenia maszynowego ma wpływ na naukę i inżynierię. Chociaż fotonika oferuje nowe modele obliczeniowe do radzenia sobie z problemami trudnymi do rozwiązania za pomocą konwencjonalnych obliczeń, obecne urządzenia są ograniczone do tysięcy spinów i działają w drugiej skali czasowej. Finansowany przez ERBN projekt HYPERSPIM ma na celu zademonstrowanie maszyn fotonicznych do ultraszybkiego równoległego przetwarzania milionów spinów w skali mikrosekund. Minimalizuje on hamiltonian Isinga przy użyciu systemu obliczeniowego z wysokowymiarową przestrzenią cech i przyspiesza optymalizację za pomocą ultraszybkich nieliniowych procesów optycznych. W ramach projektu opracowane zostaną cyfrowe, optoelektroniczne i w pełni optyczne urządzenia klasyczne i kwantowe, które zostaną poddane testom porównawczym dla wielkoskalowych problemów. Jego celem jest rozwój fotonicznej sztucznej inteligencji, wielkoskalowego całkowicie optycznego przetwarzania informacji i nauk podstawowych.

Cel

Efficient hardware for combinatorial optimization and machine learning impacts science, engineering, and society. With new computational models, photonics tackle problems intractable with conventional computing systems. However, existing devices only scale up to thousands of spins and operate at the second timescale.
I demonstrate photonic machines for ultrafast parallel processing of millions of spins with microsecond timescale. The strategy is minimizing a class of functions, the Ising Hamiltonian, by a new computational system that uses a high-dimensional feature space and speeds up optimization by orders of magnitude by ultrafast nonlinear optical processes. I build digital, optoelectronics, and all-optical classical and quantum devices and benchmark with real-world, large-scale problems.
By spatial modulation technology and a cheap, simple, and scalable design, light propagation is recurrently trained towards the ground state of a programmable Ising Hamiltonian. Starting from my proof-of-concept, first, I aim at the energetically efficient computing of large-scale Hamiltonians. Second, I include self-optimizing all-optical nonlinear ultrafast phase-locking processes. Third, I demonstrate record combinatorial optimization by letting the spins evolve in a high dimensional space to guarantee high success probability.
HYPERSPIM leverages the interplay of classical and quantum dynamics through the onset of entanglement and squeezing. The unprecedented scale and versatility allow the first quantum optimization tests for real-world complex computational tasks.
HYPERSPIM achieves the fastest and biggest optical computing device operating in classical and quantum regimes in an interdisciplinary route towards new photonic artificial intelligence, large-scale all-optical computing, and fundamental science.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) ERC-2023-ADG

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Instytucja przyjmująca

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA
Wkład UE netto
€ 2 490 000,00
Koszt całkowity
€ 2 490 000,00

Beneficjenci (1)