Исследование и разработка конструктивно-технологического базиса интегральной фотоники для нейроморфных вычислений

В проекте планируется разработка и исследование конструктивно-технологического базиса нейроморфных вычислителей на основе интегральной фотоники с использованием фазопеременных материалов и наноразмерных систем и материалов. Будут исследоваться гибридные гетероструктуры, состоящие из различных типов наноразмерных систем и материалов с точки зрения их возможного применения в технологиях фотонных нейроморфных вычислений. Интегрально-оптические нейроморфные элементы и архитектурные решения на их основе предполагают использование новой базы материалов, конструктивно и функционально подходящих для разработки фотонных вычислительных систем на основе матриц с фоточувствительными элементами, представляющими собой архитектуру типа фотонного тензорного ядра, в которой в качестве физической основы элементов памяти и перестраиваемых элементов могут использоваться фазопеременные материалы, обладающие двумя или несколькими устойчивыми состояниями с существенно отличающимися оптическими свойствами. Использование различных подходов с точки зрения используемой элементной базы, таких, как формирование фотонных схем на основе кольцевых резонаторов, интерферометров Маха-Цандера или фазопеременных материалов, имеет свои особенности по технологичности, масштабированию и скорости работы. На данный момент в мире различными научными группами и высокотехнологичными стартапами активно исследуются и создаются системы фотонных сопроцессоров для задач, связанных со сложными вычислениями и перемножением матриц – машинное зрение, обучение нейросетей, криптография. Исследование позволит создать и освоить технологии фотонных нейроморфных вычислителей, предназначенных для развития вычислительных систем.