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2023 Fiscal Year Annual Research Report

総括班

Administrative Group

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

Principal Investigator

川西 哲也  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40359063)

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)
成瀬 誠  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (20323529) [Withdrawn]
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)
長谷川 幹雄  東京理科大学, 工学部電気工学科, 教授 (50358967)
堀崎 遼一  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (20598958)
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

領域内の相互連携を促進するために、第3回領域会議を2023年8月7日~8日に対面形式で東京大学において開催した。領域内において個別の研究課題の理解をさらに深めるために「ARC×光」研究会を毎月オンラインにて開催し、議論を深めた。年間で計8回開催し、各回の参加者数は30~50名であった。アウトリーチ活動としては、「光×コンピューティング」オープンセミナー(毎月開催)、「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企画し、それぞれ円滑に実施した。これらは昨年度から開催準備を進めていたものである。オープンセミナーは月一回オンライン形式で開催した。サマースクール(7月31日~8月1日)では研究領域への導入となるオンラインレクチャーを実施した。これらへの参加者数は各々約80名であった。国際シンポジウムは、2024年3月11日~12日に東京大学にて、ハイブリッド開催し、267名の参加者を集め、大変盛況であった。本研究領域の国際的発信力と研究ネットワークの強化をねらいとして、フォトニックコンピューティング分野で活躍する著名な海外研究者5名の招聘を実現した。シンポジウム終了後に海外講演者のサイトビジットを実施し、個別研究に関する議論の機会を設けた。
産学連携活動として、2023年9月に研究者のネットワーキングを通して産業界との連携を図ることを目的とした「学変フォーラム」を立ち上げた。若手研究者の海外渡航支援も積極的に推進した。2023年10月上旬から約2か月間、東大の院生がソルボンヌ大学にて計画研究B01及びB03が関わる光リザーバーコンピューティングの研究を行った。学術論文、国際会議などで多数の発表を行った。複数の計画研究にまたがる成果としては、A01、B02、B03の連携による近似コンピューティングに関する原著論文が採択された例がある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

国際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

これまでに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2回公開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。
今年度は上記に加えて他の領域との連携や、若手研究者の海外渡航支援のさらなる強化を進める予定である。また、計画研究間の連携を見える形にするためのタスクフォース立ち上げも検討している。

  • Research Products

    (64 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (15 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 15 results) Presentation (44 results) (of which Int'l Joint Research: 15 results,  Invited: 43 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ソルボンヌ大学(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      ソルボンヌ大学
  • [Journal Article] Solving multi-armed bandit problems using a chaotic microresonator comb2024

    • Author(s)
      J. Cuevas, R. Iwami, A. Uchida, K. Minoshima, and N. Kuse
    • Journal Title

      APL Photonics

      Volume: 9 Pages: 036112-1~10

    • DOI

      10.1063/5.0173287

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] High-Responsivity Unitraveling Carrier?Type Photodetector Using Avalanche InAlAs as a Collector at a High-Frequency Range2024

    • Author(s)
      Yaofeng Yi, Toshimasa Umezawa, Kouichi Akahane, and Tetsuya Kawanishi
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 12 Pages: 22813~22820

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2024.3363877

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ultrafast Resource Allocation by Parallel Bandit Architecture Using Chaotic Lasers for Downlink NOMA Systems2024

    • Author(s)
      Masaki Sugiyama, Takatomo Mihana, Aohan Li, Makoto Naruse, and Mikio Hasegawa
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 12 Pages: 18073~18086

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2024.3358409

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Conflict-free joint decision by lag and zero-lag synchronization in laser network2024

    • Author(s)
      H. Ito, T. Mihana, R. Horisaki, and M. Naruse
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 14 Pages: 1~14

    • DOI

      10.1038/s41598-024-54491-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Roadmap for Unconventional Computing with Nanotechnology2024

    • Author(s)
      G. Finocchio, Satoshi Sunada, et al
    • Journal Title

      Nano Futures

      Volume: * Pages: *

    • DOI

      10.1088/2399-1984/ad299a

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Research on optical computing system architecture for simple recurrent neural networks2024

    • Author(s)
      Satoshi Kawakami
    • Journal Title

      Science Impact Ltd

      Volume: * Pages: *

    • DOI

      10.21820/23987073.2024.1.51

    • Open Access
  • [Journal Article] Effective switchless inter-FPGA memory networks2023

    • Author(s)
      Truong Thao Nguyen, Kien Trung Pham, Hiroshi Yamaguchi, Yutaka Urino, and Michihiro Koibuchi
    • Journal Title

      Journal of Parallel and Distributed Computing

      Volume: 179 Pages: 104713

    • DOI

      10.1016/j.jpdc.2023.05.002

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Experimental Demonstration of Approximate Communication Based on Radio-Over- Fiber Systems2023

    • Author(s)
      Toshiki Ishimaru, Takatomo Mihana, Michihiro Koibuchi, Tetsuya Kawanishi, and Makoto Naruse
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 11 Pages: 65590~65598

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2023.3290158

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Symmetrical SyncMap for imbalanced general chunking problems2023

    • Author(s)
      Heng Zhang and Danilo Vasconcellos Vargas
    • Journal Title

      Physica D: Nonlinear Phenomena

      Volume: 456 Pages: 133923

    • DOI

      10.1016/j.physd.2023.133923

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Time-domain photonic image processor based on speckle projection and reservoir computing2023

    • Author(s)
      T. Yamaguchi, K. Arai, T. Niiyama, A. Uchida, and S. Sunada
    • Journal Title

      Communications Physics

      Volume: 6 Pages: 1~10

    • DOI

      10.1038/s42005-023-01368-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] FPGA-driven random walk noise generation for tunable laser linewidth control2023

    • Author(s)
      Yu Zhou, Zu-Kai Weng, Keizo Inagaki, and Tetsuya Kawanishi
    • Journal Title

      IEICE Electronics Express

      Volume: 20 Pages: 20230245

    • DOI

      10.1587/elex.20.20230245

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Asymmetric quantum decision-making2023

    • Author(s)
      H. Shiratori, H. Shinkawa, A. R?hm, N. Chauvet, E. Segawa, J. Laurent, G. Bachelier, T. Yamagami, R. Horisaki, and M. Naruse
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: *

    • DOI

      10.1038/s41598-023-41715-z

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spatial-photonic Ising machine by space-division multiplexing with physically tunable coefficients of a multi-component model2023

    • Author(s)
      T. Sakabe, S. Shimomura, Y. Ogura, K. Okubo, H. Yamashita, H. Suzuki, and J. Tanida
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 31 Pages: 44127~44138

    • DOI

      10.1364/OE.508069

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nonvolatile photonic switch with magnetic materials on a silicon photonic platform2023

    • Author(s)
      Y. Shoji, S. Taniguchi, and S. Yajima
    • Journal Title

      Optical Materials Express

      Volume: 13 Pages: 2489~2496

    • DOI

      10.1364/OME.498243

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 集積型光アイソレーターのための磁気光学結晶集積技術2023

    • Author(s)
      庄司 雄哉
    • Journal Title

      光学

      Volume: 52 Pages: 371~376

    • Open Access
  • [Presentation] Photonic artificial intelligence: Reservoir computing and decision making based on complex photonics2024

    • Author(s)
      A. Uchida
    • Organizer
      The 6th International Conference on Artificial Intelligence in Information and Communication (ICAIIC 2024)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Magneto-optical devices for photonic computing2024

    • Author(s)
      Y. Shoji
    • Organizer
      SPIE. Photonics West 2024
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Recent progress on integrated magneto-optical isolators2024

    • Author(s)
      Y. Shoji
    • Organizer
      SPIE. Photonics West 2024
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 近似コンピューティングで計算機システムの高速化と省電力化を両立しよう!!2024

    • Author(s)
      鯉渕 道紘
    • Organizer
      第6回富士通次世代コンピューティングセミナー
    • Invited
  • [Presentation] 光電融合計算機システム・アーキテクチャの課題と可能性2024

    • Author(s)
      川上 哲志
    • Organizer
      新化学技術推進協会 電子情報技術部会 ナノフォトニクスエレクトロニクス交流会
    • Invited
  • [Presentation] 光リザーバーコンピューティングと強化学習の進展2024

    • Author(s)
      内田 淳史
    • Organizer
      2023年度 光ネットワーク産業・技術研究会 第5回公開討論会 「光コンピューティングの新たな展望」
    • Invited
  • [Presentation] 高速・高効率光リザバー計算とセンシング応用2024

    • Author(s)
      砂田 哲
    • Organizer
      2023年度 第4回 フォトニックデバイス・応用技術研究会
    • Invited
  • [Presentation] Quadratic Form Reservoir Computing based on Generalized Synchronization2024

    • Author(s)
      犬伏 正信
    • Organizer
      Tateyama Dynamics Workshop 2024
    • Invited
  • [Presentation] 自己参照型ホログラフィックメモリにおける深層学習の利用と実装2024

    • Author(s)
      高林 正典
    • Organizer
      2024年第1回ホログラフィックディスプレイ研究会「ホログラフィックメモリの進展」
    • Invited
  • [Presentation] 光多重化を用いた空間光イジングマシン2024

    • Author(s)
      下村 優
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第44回年次大会
    • Invited
  • [Presentation] マイクロコムによる光アクセラレーター2024

    • Author(s)
      久世 直也
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第44回年次大会
    • Invited
  • [Presentation] 導波路型光磁気変換メモリの光演算応用2024

    • Author(s)
      庄司 雄哉
    • Organizer
      日本磁気学会 第49回光機能磁性デバイス・材料専門研究会
    • Invited
  • [Presentation] 集積型光アイソレータの進展と磁気光学結晶集積化技術2024

    • Author(s)
      庄司 雄哉
    • Organizer
      電子情報通信学会2024年総合大会
    • Invited
  • [Presentation] 磁気光学光回折型ニューラルネットワークデバイス2024

    • Author(s)
      石橋 隆幸
    • Organizer
      日本磁気学会 第49回光機能磁性デバイス・材料専門研究会
    • Invited
  • [Presentation] Approximate Interconnection Networks for Parallel Processing2023

    • Author(s)
      Michihiro Koibuchi
    • Organizer
      13th international symposium on photonics and electronics convergence (ISPEC)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Photonic Approximate Communication Highlighting Ultimate Nature of Light2023

    • Author(s)
      Michihiro Koibuchi
    • Organizer
      11st International Workshop on Computer Systems and Architectures, in conjunction with CANDAR2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Next-Generation Computer System Architecture with Emerging Devices: Challenges and Opportunities2023

    • Author(s)
      Satoshi Kawakami
    • Organizer
      Workshop on Yonsei University
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Evaluating floating-point multipliers with opto-electrical hybrid circuits2023

    • Author(s)
      Takumi Inaba, Takatsugu Ono, Koji Inoue, and Satoshi Kawakami
    • Organizer
      ACM International Conference on Computing Frontiers
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Photonics approach to reinforcement learning2023

    • Author(s)
      M. Naruse
    • Organizer
      Information Photonics 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Decision Making by Quantum and Near-Field Light2023

    • Author(s)
      M. Naruse, K. Uchiyama, K. Uchida, and H. Hori
    • Organizer
      The 14th Asia-Pacific Conference on Near-Field Optics (APNFO14)?
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Photoinduced Cell Death by Photochromic Diarylethenes (Keynote Lecture)2023

    • Author(s)
      K. Uchida
    • Organizer
      The 11th East Asia Symposium of Functional Dyes and Advanced Materials (EAS11)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Photoinduced Cell Death by Photochromic Diarylethenes2023

    • Author(s)
      K. Uchida
    • Organizer
      10th International Symposium On Photochromism, ISOP 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Function enhancement of spatial photonic Ising machine using optical multiplexing2023

    • Author(s)
      S. Shimomura
    • Organizer
      The 13th Korea-Japan Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2023)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Non-volatile Optical Memory and Switch with Magnetic Material Integration2023

    • Author(s)
      Y. Shoji, T. Murai, and N. Nishiyama
    • Organizer
      IEEE Silicon Photonics Conference 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Pheromone communication in active colloidal particles on a phase-change material platform2023

    • Author(s)
      T. Saiki
    • Organizer
      2023 Information Photonics Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Phase-change-assisted Stigmergy in an Active Colloidal System2023

    • Author(s)
      B. Nakayama, H. Nagase, H. Takahashi, Y. Saito, S. Hatayama, K. Makino, E. Yamamoto, M. Ichikawa, A. Kakugo, and T. Saiki
    • Organizer
      35th Symposium on Phase Change Oriented Science
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 並列アニーリング計算の原理と応用:FPGA,ASIC,GPUの事例2023

    • Author(s)
      安戸 僚汰
    • Organizer
      情報処理学会第63回組込みシステム研究発表会
    • Invited
  • [Presentation] 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
      応用物理学会第169回微小光学研究会「光コンピューティングの新たな潮流」
    • Invited
  • [Presentation] 光リザーバコンピューティングと光意思決定の最新研究動向2023

    • Author(s)
      内田 淳史
    • Organizer
      応用物理学会 量子エレクトロニクス研究会, 光×情報処理, ~Computing for Photonics & Photonics for Computing~
    • Invited
  • [Presentation] 光リザーバーコンピューティングの近年の進展2023

    • Author(s)
      菅野 円隆、内田 淳史
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2023
    • Invited
  • [Presentation] 先端的コンピューティングによる無線通信システムの超高速最適化を目指して -イジングマシン、フォトニックコンピューティングの応用-2023

    • Author(s)
      長谷川 幹雄
    • Organizer
      総務省 総務省関東総合通信局 戦略的情報通信研究開発セミナー
    • Invited
  • [Presentation] レーザー光のカオス的状態を用いた光意思決定2023

    • Author(s)
      巳鼻 孝朋
    • Organizer
      第169回微小光学研究会「光コンピューティングの新たな潮流」
    • Invited
  • [Presentation] Quantum walk search as an application to best-arm identification2023

    • Author(s)
      山上 智輝
    • Organizer
      RIMS共同研究(グループ型A):量子ウォークにおける長時間挙動の研究
    • Invited
  • [Presentation] 量子ウォーク探索を用いた空間的最適腕識別とその解析2023

    • Author(s)
      山上 智輝
    • Organizer
      離散数学とその応用研究集会2023
    • Invited
  • [Presentation] レーザネットワークの同期現象を用いた瞬時情報処理担体と意思決定2023

    • Author(s)
      巳鼻 孝朋
    • Organizer
      日本学術会議公開シンポジウム 光がもたらす未来社会 ~ICOの新たな発展に向けて~
    • Invited
  • [Presentation] 光応答性結晶で作成するバイオミメティック表面(依頼講演)2023

    • Author(s)
      内田 欣吾
    • Organizer
      日本雑草学会第62回大会
    • Invited
  • [Presentation] 光応答分子を用いたバイオミメティック結晶成長とバイオ分野への応用2023

    • Author(s)
      内田 欣吾
    • Organizer
      第36期CAMMフォーラム
    • Invited
  • [Presentation] Neural Delay Differential Equations: 時間遅延系を用いた深層ニューラルネットワーク2023

    • Author(s)
      砂田 哲
    • Organizer
      2023年度「時間遅れ系と数理科学:理論と応用の新たな展開に向けて」
    • Invited
  • [Presentation] 光リザバーコンピューティング2023

    • Author(s)
      砂田 哲
    • Organizer
      電子情報通信学会 光通信システム研究会 第37回光通信システムシンポジウム IEEE Photonics Society 主催講演
    • Invited
  • [Presentation] Quadratic Form Reservoir Computing based on Generalized Synchronization2023

    • Author(s)
      犬伏 正信
    • Organizer
      現象と数理モデル2023
    • Invited
  • [Presentation] シリコン導波路型光アイソレータの低損失化と 薄膜集積技術の開発2023

    • Author(s)
      庄司 雄哉
    • Organizer
      光産業技術振興協会 フォトニックデバイス・応用技術研究会2023年度第3回研究会
    • Invited
  • [Presentation] 有機金属分解法による磁性ガーネット薄膜の作製と応用技術の開発2023

    • Author(s)
      石橋 隆幸
    • Organizer
      応用物理学会、多元系化合物・太陽電池研究会
    • Invited
  • [Presentation] 磁気光学回折型ディープニューラルネットワークデバイスの開発2023

    • Author(s)
      石橋 隆幸、坂口 穂貴、張 健、チャフィ ファチマ ザーラ、野中 尋史、鷲見 聡、粟野 博之
    • Organizer
      映像情報メディア学会 研究会
    • Invited
  • [Presentation] 群知能理解・活用に向けたコロイド系へのスティグマジー実装2023

    • Author(s)
      中山 牧水、長瀬 暉、髙橋 廣守、齊藤 雄太、畑山 祥吾、牧野 孝太郎、山本 詠士、斎木 敏治
    • Organizer
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • Invited
  • [Book] 光リザーバーコンピューティング ー原理と実装ー2024

    • Author(s)
      菅野 円隆、内田 淳史
    • Total Pages
      270
    • Publisher
      共立出版
    • ISBN
      9784320125735
  • [Remarks] 領域ホームページ

    • URL

      https://www.photoniccomputing.jp/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光演算装置2023

    • Inventor(s)
      瀧口浩一
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人立命館
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2023-202977
  • [Funded Workshop] The First International Symposium on Photonic Computing2024

URL: 

Published: 2024-12-25  

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