基于衍射光学神经网络的科学计算
机器学习
2023-02-23 v1 新兴技术
光学
摘要
衍射光学神经网络（DONNs）已成为一种高吞吐量和节能的硬件平台，用于在机器视觉系统中执行全光学机器学习（ML）。然而，目前所展示的DONNs应用大多是直接的图像分类任务，这削弱了开发和利用此类硬件用于其他ML应用的前景。在此，我们通过数值和实验演示了用于科学计算的全光学可重构DONNs系统的部署，包括引导二维量子材料合成、预测纳米材料和小型分子抗癌药物的特性、预测纳米图案化集成光子功率分配器的器件响应，以及利用强化学习实现倒立摆的动态稳定。尽管输入数据结构种类繁多，我们开发了一种通用特征工程方法，将类别型输入特征转换为可在DONNs系统中处理的图像。我们的结果为将DONNs系统用于广泛的ML应用开辟了新机遇。
引用
@article{arxiv.2302.10905,
title = {Scientific Computing with Diffractive Optical Neural Networks},
author = {Ruiyang Chen and Yingheng Tang and Jianzhu Ma and Weilu Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.10905},
year = {2023}
}