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Optical polarization for ultrafast computing

Description du projet

Des solutions à la vitesse de la lumière pour des problèmes complexes

Alors que le matériel numérique approche de ses limites de performance, les ordinateurs Von-Neumann traditionnels sont confrontés à des problèmes d’optimisation combinatoire complexes dans des domaines tels que les réseaux et l’IA. Il est urgent de trouver d’autres paradigmes informatiques. C’est dans cette optique que le projet LOOP, financé par le CER, explore le matériel optique ultrarapide pour résoudre ces problèmes. En exploitant la polarisation de la lumière, LOOP crée une machine optique d’Ising qui fonctionne à des vitesses de l’ordre de la picoseconde, soit extrêmement plus rapidement que les systèmes actuels. Cette approche utilise la polarisation comme un oscillateur non linéaire ultrarapide pour coder les solutions, fournissant ainsi un mécanisme de calcul parallèle évolutif. Avec la possibilité de résoudre des problèmes d’optimisation NP-hard en quelques microsecondes, LOOP ouvre la voie à une nouvelle ère de l’informatique optique qui transcende les limites de l’électronique traditionnelle.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.

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Mots‑clés

Les mots-clés du projet tels qu’indiqués par le coordinateur du projet. À ne pas confondre avec la taxonomie EuroSciVoc (champ scientifique).

Programme(s)

Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.

Thème(s)

Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.

Régime de financement

Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-STG

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Institution d’accueil

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA
Contribution nette de l'UE

La contribution financière nette de l’UE est la somme d’argent que le participant reçoit, déduite de la contribution de l’UE versée à son tiers lié. Elle prend en compte la répartition de la contribution financière de l’UE entre les bénéficiaires directs du projet et d’autres types de participants, tels que les participants tiers.

€ 1 499 928,00
Coût total

Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.

€ 1 499 928,00

Bénéficiaires (1)

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