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Wave-based Integrated Nonlinear Generative System for Artificial Intelligence

Descrizione del progetto

Hardware fotonico per definizioni flessibili delle funzionalità dell’intelligenza artificiale

La rapida crescita dell’intelligenza artificiale (IA) sta alimentando la domanda di hardware di calcolo più potente ed efficiente dal punto di vista energetico. Sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto WINGS-AI svilupperà una nuova classe di hardware fotonico che sfrutta il parallelismo delle reti neurali utilizzando chip fotonici non lineari compatti e a basso consumo energetico, nonché metodi innovativi di addestramento senza modelli. Il progetto creerà elementi costitutivi programmabili all’interno di un substrato ottico non lineare a base di niobato di litio, concretizzando progressi che consentiranno di implementare le funzioni di IA direttamente nell’hardware e dando così origine a reti neurali a livello fisico le cui operazioni sono distribuite su un sistema ottico non lineare continuo.

Obiettivo

Artificial intelligence (AI) is disrupting nearly every aspect of modern life, including powerful generative models like ChatGPT which are capable of generating human-like text and images. However, the prevalence of AI comes at a growing cost that is clearly unsustainable, and new solutions for AI hardware are urgently needed. The aim of my project is to directly address this challenge by developing a new class of photonic hardware – specifically a Wave-based Integrated Nonlinear Generative System for Artificial Intelligence (WINGS-AI) to implement the inherent parallelism of neural networks in a low energy, low footprint integrated nonlinear photonic chip, paired with innovative and model-free training approaches that account for fabrication non-idealities.
The key physical concept underlying the project is to implement fundamental building blocks in a non-structured, spatially continuous yet fully programmable nonlinear optical substrate based on a Lithium Niobate photonic chip. This is a major conceptual shift when compared to the current state of the art for integrated photonic AI which is focused on (and limited by) the use of pre-fabricated lithography-based topologies. I will be able to near-arbitrarily define the functionality and transformations of AI computational elements as training and optimization targets of the continuous medium, yielding a physical layer NN with operations distributed along a continuous, nonlinear dynamical system.
I will perform this work at the CNRS institute FEMTO-ST (France) with primary host Dr. Daniel Brunner and at Cornell University (USA) with secondment host Prof. Peter McMahon whose laboratory has recently demonstrated the programmable nonlinear chip in a non-AI context. Combining the expertise of both institutions creates a unique opportunity to advance next-generation photonic generative AI. This project WINGS-AI would profoundly aid me reaching professional maturity as an independent PI in this cutting-edge field.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Contributo netto dell'UE
€ 226 420,56
Indirizzo
RUE MICHEL ANGE 3
75794 Paris
Francia
Regione
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (1)