Koopman operator-based embedding technique of neural networks into optical circuits

Publicly Offered Research

Project Area	Photonic Computing Highlighting Ultimate Nature of Light
Project/Area Number	25H01880
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (IV)
Research Institution	Saitama University
Principal Investigator	大久保潤埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (70451888)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2025: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords	Koopman作用素 / ニューラルネットワーク / 光回路
Outline of Research at the Start	本研究課題では、ニューラルネットワークにおける非線形性の主要部分を抽出し、行列演算に置き換え、光回路向きに変換するための方法論を構築する。このために、研究代表者がこれまで取り組んできたKoopman作用素とデータ処理の枠組みを利用する。具体的には、研究代表者の先行研究においてすでに成功しているニューラルネットワーク中間層の行列への置き換え技術に基づき、現状の光回路に実装できるサイズの行列への圧縮手法を開発する。テンソル・トレイン形式も援用した申請者独自の手法により、非線形科学の数理を光計算のアーキテクチャへと結びつけることで、光回路の利用可能性を広げる。