High-capacity complex reservoir computing based on ultrahigh-speed coherent optical pulse transmission technology

• Project/Area Number: 24K00878
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 廣岡 俊彦 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40344733)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 真人 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (10333890) ; 葛西 恵介 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (80534495)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2027: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2026: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2025: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2024: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
• Keywords: リザバーコンピューティング / 超高速光通信 / デジタルコヒーレント光伝送 / 光パルス

Outline of Research at the Start

本研究では、我々がこれまで開発してきた超高速・長距離コヒーレント光パルス伝送技術を光リザバーに展開し、ニューラルネットワークの超高速化、大容量化、ならびにコヒーレント化による新しいパラダイムの創出を目指す。即ち、光パルス列を多数のニューロンと捉え、光通信で一般的な100~200 km程度の長距離周回伝送路をメモリとして用いることで超高速・大容量なリザバーを構成する。さらに、光の振幅と位相を同時に用いるデジタルコヒーレントQAM方式を光リザバーに活用することにより、従来のニューロンを実数から複素数に拡張する。これにより、従来のニューラルネットワークでは難しかった波動データの解析を実現する。