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

Quantum Materials for Integrated nanoscale Neuromorphic computing Devices

Opis projektu

Nowe podejście do ultraszybkich, energooszczędnych i skalowalnych systemów sztucznej inteligencji

Gwałtowny rozwój sztucznej inteligencji przesunął granice tradycyjnych systemów komputerowych, które obecnie zmagają się z problemami związanymi z efektywnością energetyczną i skalowalnością. Aby stawić czoła tym wyzwaniom, naukowcy badają komputery neuromorficzne — systemy inspirowane budową mózgu — oraz fotonikę, która wykorzystuje światło do szybszego i wydajniejszego przetwarzania. Budowa w pełni optycznych sieci neuronowych jest jednak trudna ze względu na słabe nieliniowe oddziaływania optyczne, które są niezbędne do złożonych obliczeń. Przy wsparciu programu działania „Maria Skłodowska-Curie” projekt Q-MIND wykorzysta fonony-polarytony — kwantowe hybrydy światła i drgań sieci — w materiałach dwuwymiarowych i domieszkowanych półprzewodnikach. Materiały te mogą przewodzić światło w nanoskali, przy minimalnych stratach energii, umożliwiając jednocześnie silne oddziaływania nieliniowe.

Cel

In the last years, artificial intelligence (AI) has driven critical advancements in sectors like healthcare, autonomous vehicles, entertainment, and finance, transforming science, technology, and our daily lives. Deep-learning neural networks (NNs) are central to many of these AI systems due to their ability to learn complex patterns, largely owing to their nonlinear activation function. However, NNs are typically built on traditional von Neumann architectures, where separate memory and processing units result in inefficiencies, leading to high costs and energy consumption as AI models grow more complex. This has boosted great interest in unconventional computing architectures, like neuromorphic computing, which mimics the brain's design for more sustainable and scalable AI systems. Photonics presents a promising solution here, offering unmatched speed, parallel processing, and energy efficiency that outperform traditional electronic chips. Despite this potential, realizing all-optical NNs presents considerable technical challenges. Key obstacles include weak nonlinear optical interactions, which are essential for creating complex input-output relations in NNs via nonlinear activation functions. In turn, plasmonic systems can provide stronger nonlinearities, but ohmic losses hinder their application.

Q-MIND aims pioneer a radically-new nanometer-scale, ultrafast and energy-efficient technology to address current limitations in neuromorphic computing. Specifically, it will integrate phonon-polaritons—quantum hybrids of light and lattice vibrations—in 2D materials, which can guide light at the nanoscale with minimal energy loss, and heavily doped semiconductors, which will provide tunability and dynamic control of nonlinear interactions. Both materials' nonlocal behavior will be key to unlocking novel nanoscale nonlinear processes at the heart of Q-MIND's vision.

Q-MIND aligns with EU and UN priorities on sustainable development and AI and quantum technologies.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Koordynator

FONDAZIONE ISTITUTO ITALIANO DI TECNOLOGIA
Wkład UE netto
€ 193 643,28
Koszt całkowity
Brak danych

Partnerzy (2)