Artificial Intelligence (AI) drives the creation of future technologies that disrupt the way humans live and work, creating new solutions that change the way we approach tasks and activities, but it requires a lot of data processing, large amounts of data transfer, and computing speed. It has led to a growing interest of research in developing a new type of computing platform which is inspired by the architecture of the brain specifically those that exploit the benefits offered by photonic technologies, fast, low-power, and larger bandwidth. Here, a new computing platform based on the photonic reservoir computing architecture exploiting the non-linear wave-optical dynamics of the stimulated Brillouin scattering is reported. The kernel of the new photonic reservoir computing system is constructed of an entirely passive optical system. Moreover, it is readily suited for use in conjunction with high performance optical multiplexing techniques to enable real-time artificial intelligence. Here, a methodology to optimise the operational condition of the new photonic reservoir computing is described which is found to be strongly dependent on the dynamics of the stimulated Brillouin scattering system. The new architecture described here offers a new way of realising AI-hardware which highlight the application of photonics for AI.


翻译:人工智能(AI)推动着未来技术的创新,这些技术颠覆了人类生活与工作的方式,并催生出改变任务处理及活动执行方法的新解决方案,但这一过程需要大量的数据处理、海量的数据传输以及极高的计算速度。这促使研究者对开发新型计算平台的兴趣日益增长,这类平台受大脑架构启发,尤其聚焦于利用光子技术的优势,即高速、低功耗与更宽的带宽。本文报道了一种基于光子储层计算架构的新型计算平台,该平台利用受激布里渊散射的非线性波-光学动力学特性。该新型光子储层计算系统的核心完全由无源光学系统构成。此外,它极易与高性能光学复用技术结合使用,以实现实时人工智能。本文描述了一种优化新型光子储层计算运行条件的方法,研究发现其性能强烈依赖于受激布里渊散射系统的动力学特性。本文所述的新架构为构建人工智能硬件提供了一条新途径,突显了光子学在人工智能领域的应用价值。

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