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2022 Fiscal Year Annual Research Report

総括班

Administrative Group

Project AreaPhotonic Computing Highlighting Ultimate Nature of Light
Project/Area Number 22H05192
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

成瀬 誠  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (20323529)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鯉渕 道紘  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 教授 (40413926)
川上 哲志  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (20845523)
内田 淳史  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (50327996)
川西 哲也  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40359063)
砂田 哲  金沢大学, 機械工学系, 教授 (10463704)
笠松 章史  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所小金井フロンティア研究センター, 研究センター長 (30296884)
Project Period (FY) 2022-06-16 – 2027-03-31
Keywordsフォトニックコンピューティング / 光情報処理
Outline of Annual Research Achievements

本学術変革領域研究の初年度にあたり、総括班においては領域の立ち上げに関わる内容を中心に事業を推進した。まず、領域会議を2022年8月及び2023年3月の2回開催し、領域内の相互理解、相互連携、及び具体的協働の促進を図った。また、2023年3月27日には第1回公開シンポジウムをハイブリッド開催し(東京大学伊藤国際学術研究センター 伊藤謝恩ホール)、200名を超える応募者を集め、大変盛況であった。フォトニックコンピューティング分野における産学連携は重要課題の一つであり、その最初の取り組みとして2022年12月6日に浜松ホトニクスを訪問し、見学会とワークショップを実施した。さらに、領域内の相互理解と具体的協働の促進を図ることを目的として、「ARC×光」研究会を原則毎月開催(合計7回)し、議論を深めた。そして、次年度以降のアウトリーチ活動のコンセプト設計と実際的展開を検討し、2023年度中に合計8回の「光×コンピューティング」オープンセミナー、「光と情報」サマースクール、及び第1回国際シンポジウムを実施することを設計し、その準備を進めた。また本領域が初期段階であることを踏まえ、日本光学会年次学術講演会「Optics & Photonics Japan 2022」(宇都宮大学、2022年11月15日)及び電子情報通信学会総合大会(芝浦工業大学、2023年3月7日)にて公開シンポジウムを開催した。
さらに、計画研究を跨がる領域内連携の具体化を期初より推進し、複数の計画研究の研究者からなる共著論文の出版実績を得た。特に、採択時に領域全体との関連性を指摘されたC02に関して、B01及びB03と共著の原著論文がAIP Advances誌にEditor's Pickとして採択された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

第1回公開シンポジウムは十分高いレベルで成功したとともに、領域内のコミュニケーションメカニズムも適正に作動し、さらに原著論文や学会発表等も活発であり、順調と判断できるため。

Strategy for Future Research Activity

初年度において計画した総括班の事業内容を着実に実施する。特に、(1)「光×コンピューティング」オープンセミナー、(2)「ARC×光」研究会、(3)「光と情報」サマースクール、(4)第1回国際シンポジウムは重要な事業項目である。他方で、アウトリーチ活動に関しては、研究者の労力が過剰となって本来の研究の進捗を妨げてはならない。総括班は研究者にかかるオーバーヘッドをミニマムとしつつ、効果的な領域活動の推進を心がける。

  • Research Products

    (37 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 14 results) Book (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Parallel photonic accelerator for decision making using optical spatiotemporal chaos2023

    • Author(s)
      Morijiri Kensei、Takehana Kento、Mihana Takatomo、Kanno Kazutaka、Naruse Makoto、Uchida Atsushi
    • Journal Title

      Optica

      Volume: 10 Pages: 339~348

    • DOI

      10.1364/OPTICA.477433

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Analysis of temporal structure of laser chaos by Allan variance2023

    • Author(s)
      Asuke Naoki、Chauvet Nicolas、Roehm Andre、Kanno Kazutaka、Uchida Atsushi、Niiyama Tomoaki、Sunada Satoshi、Horisaki Ryoichi、Naruse Makoto
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 107 Pages: 014211~014211

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.107.014211

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ultrafast silicon threshold circuitry for chaotic laser time series2022

    • Author(s)
      Wada Kazuyuki、Hara Shinsuke、Tanoi Satoru、Kasamatsu Akifumi、Otsuka Yuta、Sekine Kawori、Uchida Atsushi、Naruse Makoto
    • Journal Title

      AIP Advances

      Volume: 12 Pages: 125225~125225

    • DOI

      10.1063/5.0127470

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Controlling chaotic itinerancy in laser dynamics for reinforcement learning2022

    • Author(s)
      Iwami Ryugo、Mihana Takatomo、Kanno Kazutaka、Sunada Satoshi、Naruse Makoto、Uchida Atsushi
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 8 Pages: -

    • DOI

      10.1126/sciadv.abn8325

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Universal Single-Mode Lasing in Fully Chaotic Billiard Lasers2022

    • Author(s)
      You Mengyu、Sakakibara Daisuke、Makino Kota、Morishita Yonosuke、Matsumura Kazutoshi、Kawashima Yuta、Yoshikawa Manao、Tonosaki Mahiro、Kanno Kazutaka、Uchida Atsushi、Sunada Satoshi、Shinohara Susumu、Harayama Takahisa
    • Journal Title

      Entropy

      Volume: 24 Pages: 1648~1648

    • DOI

      10.3390/e24111648

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Photonic decision making for solving competitive multi-armed bandit problem using semiconductor laser networks2022

    • Author(s)
      Mihana Takatomo、Kanno Kazutaka、Naruse Makoto、Uchida Atsushi
    • Journal Title

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      Volume: 13 Pages: 582~597

    • DOI

      10.1587/nolta.13.582

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] イントロダクトリー:光×コンピューティング2023

    • Author(s)
      成瀬 誠
    • Organizer
      電子情報通信学会2023年総合大会
  • [Presentation] 複雑系フォトニクスを活用する光リザーバコンピューティングと意思決定2023

    • Author(s)
      内田 淳史
    • Organizer
      電子情報通信学会2023年総合大会
    • Invited
  • [Presentation] 光の時空間ダイナミクスに基づくニューロコンピューティング2023

    • Author(s)
      砂田 哲、新山 友暁
    • Organizer
      電子情報通信学会2023年総合大会
    • Invited
  • [Presentation] レーザネットワークによる瞬時情報処理担体の構築と応用2023

    • Author(s)
      巳鼻 孝朋、アンドレレーム、菅野 円隆、内田 淳史、堀﨑 遼一、成瀬 誠
    • Organizer
      電子情報通信学会2023年総合大会
    • Invited
  • [Presentation] 超高速アナログ回路・光回路融合の極限2023

    • Author(s)
      笠松 章史、原 紳介、田野井 聡、和田 和千、関根 かをり、成瀬 誠
    • Organizer
      電子情報通信学会2023年総合大会
    • Invited
  • [Presentation] フォトニックコンピューティングのための光系・電気系タスク分解論2023

    • Author(s)
      川上 哲志
    • Organizer
      電子情報通信学会2023年総合大会
    • Invited
  • [Presentation] 精度と高速性を追求する極限光変調のフォトニックコンピューティングへの展開2023

    • Author(s)
      川西 哲也
    • Organizer
      電子情報通信学会2023年総合大会
    • Invited
  • [Presentation] 極限光変調を生かすフォトニック近似コンピューティング2023

    • Author(s)
      鯉渕 道紘
    • Organizer
      電子情報通信学会2023年総合大会
    • Invited
  • [Presentation] クロージングリマーク:フォトニックコンピューティングのキラーアプリケーション2023

    • Author(s)
      長谷川 幹雄
    • Organizer
      電子情報通信学会2023年総合大会
  • [Presentation] Transfer learning based on photonic reservoir computing using semiconductor laser with optical feedback2022

    • Author(s)
      R. Sakamaki, K. Kanno, M. Inubushi, and A. Uchida
    • Organizer
      2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications(NOLTA2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tolerance Analysis of Comparator Noise for Ultrafast Photonic Reinforcement Learning2022

    • Author(s)
      Hiroki IWAHARA, Kawori SEKINE, Kazuyuki WADA, Makoto NARUSE, Shinsuke HARA, Akifumi KASAMATSU, Satoru TANOI
    • Organizer
      2022 International Conference on Analog VLSI Circuits (AVIC 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tolerance in Reinforcement Learning Systems for Analogue History Storage Circuits Implemented in 180nm CMOS Process2022

    • Author(s)
      Haruto UNNO, Kawori SEKINE, Kazuyuki WADA, Shinsuke HARA, Akifumi KASAMATSU, Satoru TANOI, Makoto NARUSE
    • Organizer
      2022 International Conference on Analog VLSI Circuits (AVIC 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Increasing the Speed of Environmental Adaptation Using Nonlinear Characteristic on Analog History Storage Circuit2022

    • Author(s)
      Haruto UNNO, Kawori SEKINE, Kazuyuki WADA, Shinsuke HARA, Akifumi KASAMATSU, Satoru TANOI, Makoto NARUSE
    • Organizer
      2022 International Conference on Analog VLSI Circuits (AVIC 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High Optical Feedback Resistance of 1.55um 15-Layer-Stacked Quantum Dot Laser using InP(311)B Substrate2022

    • Author(s)
      A. Matsumoto, K. Akahane, T. Umezawa, N. Yamamoto, K. Kanno, M. Naruse, A. Uchida, and A. Kanno
    • Organizer
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO Pacific Rim, CLEO-PR 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Application for Decision Making by Controlling Chaotic Mode Competition Dynamics in Multi-Mode Semiconductor Laser2022

    • Author(s)
      R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A.Uchida
    • Organizer
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO Pacific Rim, CLEO-PR 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experiment on Decision Making for Multi-Armed Bandit Problem Using Chaos and Low Frequency Fluctuations in Laser Network2022

    • Author(s)
      K. Sasaki, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
    • Organizer
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO Pacific Rim, CLEO-PR 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Photonic Approach to Reinforcement Learning2022

    • Author(s)
      M. Naruse, A. Uchida, K. Uchiyama, and K. Akahane
    • Organizer
      27th OptoElectronics and Communications Conference/International Conference on Photonics in Switching and Computing 2022(OECC/PSC2022)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Photonic Decision Making by Chaotic Mode Dynamics in Multi-mode Semiconductor Laser with Optical Feedback2022

    • Author(s)
      R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
    • Organizer
      27th OptoElectronics and Communications Conference/International Conference on Photonics in Switching and Computing 2022(OECC/PSC2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Photonic Decision Making for Solving Bandit Problem Using Laser Network2022

    • Author(s)
      T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
    • Organizer
      27th OptoElectronics and Communications Conference/International Conference on Photonics in Switching and Computing 2022(OECC/PSC2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] イントロダクトリー:光×コンピューティング学術変革2022

    • Author(s)
      成瀬 誠
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2022
  • [Presentation] 光リザーバコンピューティングと光強化学習の最前線2022

    • Author(s)
      内田 淳史
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2022
    • Invited
  • [Presentation] 瞬時情報処理担体としてのレーザネットワークとそのコンピューティング応用2022

    • Author(s)
      巳鼻 孝朋, レーム アンドレ, 堀﨑 遼一, 菅野 円隆, 内田 淳史, 成瀬 誠
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2022
    • Invited
  • [Presentation] 近似コンピューティングによる光演算の革新2022

    • Author(s)
      鯉渕 道紘
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2022
    • Invited
  • [Presentation] 光のニューラルフィールドダイナミクス:コンピューティングとセンシング応用2022

    • Author(s)
      砂田 哲,新山 友暁
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2022
    • Invited
  • [Presentation] 極限光変調からフォトニックコンピューティングへの展開2022

    • Author(s)
      川西 哲也
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2022
    • Invited
  • [Presentation] 光コンピューティングシステムアーキテクチャの課題と可能性2022

    • Author(s)
      川上 哲志
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2022
    • Invited
  • [Presentation] クロージングリマーク-光電融合の極限とは-2022

    • Author(s)
      笠松 章史,原 紳介,関根 かをり
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2022
  • [Book] 車載テクノロジー:Beyond 5G/6G実現のための要素技術とその開発動向2023

    • Author(s)
      川西 哲也
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      技術情報協会
  • [Book] 次世代高速通信に対応する光回路実装、デバイスの開発2022

    • Author(s)
      砂田哲 他 計64名
    • Total Pages
      628
    • Publisher
      技術情報協会
  • [Book] 光アライアンス:光リザバー計算チップ:新奇の光ニューラルネット回路でAI処理を加速2022

    • Author(s)
      砂田哲
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      日本工業出版
  • [Remarks] 領域ホームページ

    • URL

      https://www.photoniccomputing.jp/

URL: 

Published: 2023-12-25  

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