Projektbeschreibung
Schnelle Lösungen für schwierige Probleme
Da digitale Hardware an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit stößt, haben traditionelle Von-Neumann-Computer mit komplexen kombinatorischen Optimierungsproblemen in Bereichen wie Netzwerke und KI zu kämpfen. Der Bedarf an alternativen Datenverarbeitungsparadigmen ist dringend. Vor diesem Hintergrund erforscht das vom Europäischen Forschungsrat (ERC) finanzierte Projekt LOOP ultraschnelle optische Hardware zur Lösung dieser Probleme. Durch den Einsatz der Polarisation des Lichts schafft LOOP eine optische Ising-Maschine, die mit einer Geschwindigkeit von Pikosekunden arbeitet, also wesentlich schneller als derzeitige Systeme. Bei diesem Verfahren wird die Polarisation als ultraschneller nichtlinearer Oszillator genutzt, um Lösungen zu kodieren und einen skalierbaren, parallelen Rechenmechanismus zu schaffen. Mit der Möglichkeit, NP-lastige Optimierungsprobleme in Mikrosekunden zu lösen, ebnet LOOP den Weg für eine neue Ära der optischen Datenverarbeitung, die die Grenzen der herkömmlichen Elektronik überwindet.
Ziel
Computing impacts every aspect of modern science and society. Von-Neumann computers are inefficient in addressing important combinatorial optimizations widespread from networks to artificial intelligence. Finding alternative paradigms to tackle these intractable problems is now vital as digital hardware approaches its ultimate performance limit. A promising strategy maps the optimization in spin models implemented on a physical setup that evolves as a spin system to the solution. This fascinating scheme has recently attracted huge interest, leading to various electronic and optical Ising machines that, however, remain challenging to scale and speed up.
LOOP is an experimental proposal that aims at creating ultrafast optical hardware for combinatorial optimization by exploiting the polarization of light. The optical polarization is a new ingredient in computing that is absent in electronics. The original idea is to use the polarization as an ultrafast nonlinear oscillator that encodes the spin. We demonstrate the concept by controlling polarization bifurcation in third-order nonlinear crystals by electro-optics, enabling a low-power computing mechanism that operates at picosecond. The main goal is the realization of a polarization Ising machine that solves NP-hard optimization problems with thousands of spins in microseconds. The all-optical machine operates orders-of-magnitude faster than state-of-the-art digital and analog hardware. The scheme is fully parallel and scalable by combining polarization dynamics with spatial light modulation. Moreover, the vectorial nature of the polarization allows to surpass the binary operation of Ising machines. We exploit orbits on the Poincar sphere to realize an ultrafast XY machine for continuous optimization, opening a new direction in optical computing.
LOOP is an interdisciplinary program that spans from nonlinear optics to complex science to establish a new computing paradigm for optimization in the post-Moores law era.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
00185 Roma
Italien
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.