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CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
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Ferroelectric Acousto-optic Synaptic Technology (FAST)

Description du projet

Lumière et son stimulent les sens d’un réseau neural biomimétique acousto-optique

Les représentations in silico des réseaux de neurones biologiques ont amélioré la capacité des machines à effectuer des tâches telles que le traitement de l’image et de la parole, la prise de décision et l’apprentissage par l’expérience. Cependant, les architectures physiques qui sous-tendent le traitement informatique imposent des limites au temps et à l’efficacité de traitement. Les versions optiques pourraient être un moyen de surmonter certains de ces obstacles. Les réseaux de neurosynaptique photonique tiennent la promesse de haut débit et de large bande passante inhérents aux systèmes optiques. Le projet FAST, financé par l’UE, développe des modulateurs acousto-optiques qui agissent comme des synapses et divisent les informations d’un signal optique en plusieurs canaux pour les recombiner au niveau du récepteur. À terme, les scientifiques prévoient de faire la démonstration de cette technologie dans un réseau neurosynaptique optique autodidacte.

Objectif

Efforts are being made to develop bio-inspired optical neuro-synaptic networks to support “neuromorphic computing” for ultra-fast communication. The idea is to split the information of an optical signal using an “acousto-optic modulator” (synapse) into multiple signals. The signals are then communicated through multiple parallel channels similar to neurons and recombined at the receiver end by using another acousto-optic modulator. Such neuro-synaptic networks are targeted for less than 100 mW power budget and greater than 100 GHz communication bandwidths which are currently hindered by the performance of the piezoelectric transducer used in the acousto-optic modulators. It generates high-frequency acoustic waves inside the attached waveguide which act as dynamic optical gratings offering periodic modification of the refractive index of the medium through which the light is traveling. To solve this issue, the applicant proposes exploring optically birefringent ferroelectrics with strong elasto-optic coefficients as stand-alone acousto-optic modulators. The project aims for the development of a CMOS compatible 100 GHz-THz range ferroelectric acousto-optic modulator (FAOM) and it's integration in a self-learning neuro-synaptic network. The applicant will unite his expertise in materials engineering and photo-ferroelectrics with Katholieke Universiteit Leuven’s (KUL) and IBM’s knowledge of the integration and characterization of neuromorphic networks with the following objectives:
1. Growth of CMOS compatible strain-engineered BaTiO3 (BTO) heterostructures.
2. Fabrication and characterization of two CMOS integrated ferroelectric (BTO) acousto-optic modulator designs based on (2.1) photo-induced acoustic strain gradients by optical control of ferroelectric domains and (2.2) acoustic confinement.
3. Demonstration of FAOM-based self-learning optical convolution neuro-synaptic network.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2019

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Coordinateur

KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN
Contribution nette de l'UE
€ 178 320,00
Adresse
OUDE MARKT 13
3000 Leuven
Belgique
Région
Vlaams Gewest Prov. Vlaams-Brabant Arr. Leuven
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 178 320,00