基于纳米光子腔的突触用于可扩展光子神经网络
光学
2022-03-03 v1
摘要
神经网络的带宽和能量需求激发了对开发新型神经形态硬件（包括光子集成电路）的巨大兴趣。尽管光波导可容纳数百个具有THz带宽的通道，但光子系统的通道数总是受限于其内部器件。在基于WDM的光子神经网络中，突触（即网络互连）通常由微环谐振器（MRR）实现，其中WDM通道数（N）受限于MRR的自由光谱范围。对于典型的Si MRR，我们估计在C波段内N <= 30。这不仅限制了神经网络的聚合吞吐量，还使得具有高输入维度的应用不可行。我们实验证明，基于光子晶体纳米梁的突触在C波段内可无FSR限制，消除了对通道数的束缚。这增加了数据吞吐量，并使诸如自然语言处理和高分辨率图像处理等高维输入应用成为可能。此外，光子晶体纳米梁腔更小的物理占位面积提供了比MRR更高的调谐能效和更高的计算密度。因此，基于纳米光子腔的突触为实现高度可扩展的光子神经网络提供了一条途径。
引用
@article{arxiv.2203.01128,
title = {Nanophotonic cavity based synapse for scalable photonic neural networks},
author = {Aashu Jha and Chaoran Huang and Thomas Ferriera deLima and Hsuan-Tung Peng and Bhavin Shastri and Paul R. Prucnal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.01128},
year = {2022}
}