Large scale autonomous all analogue photonic neural networks

Un réseau neuronal est une approche de l'informatique inspirée du cerveau permettant de résoudre des problèmes difficilement abordables avec les méthodes algorithmiques traditionnelles. En conséquence, les réseaux neuronaux ont trouvé leur place dans nombreuses applications. Certaines de ces tâches nécessitent non seulement d'une grande puissance de calcul, mais aussi exigent une latence faible, ce qui a inspiré la recherche sur les réseaux neuronaux dans le domaine optique.Ce travail porte sur un reservoir computer constitué de micro résonateurs optiques couplés de manière évanescente. On montre que cette architecture est prometteuse dans certaines applications, par exemple le traitement en temps réel de signaux optiques cohérents à grande vitesse. Dans cette architecture, contrairement à la plupart des études de la littérature, les lignes à retard optiques sont supprimées, ce qui réduit considérablement l'encombrement de la puce. Le reservoir est étudié d'une manière générale, qui s'applique à une large gamme de semi-conducteurs et de résonateurs. Un cadre mathématique est établi pour sa simulation et l'évaluation de ses propriétés intrinsèques. Sa capacité de calcul est démontrée par la prédiction d'un système physique et la récupération de données à partir d'une fibre optique à une vitesse de plusieurs dizaines de gigahertz. Une piste pour le développement de réseaux photoniques intégrés à grande échelle est ainsi proposée.Ce travail étudie également la possibilité d'utiliser les nanolasers excitables, récemment démontrés, en « neurones » ultrarapides dans des réseaux probabilistes, capables de traiter des millions d'échantillons par seconde.