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複雑系フォトニクスによるフォトニックコンピューティングの変革

計画研究

研究領域光の極限性能を生かすフォトニックコンピューティングの創成
研究課題/領域番号 22H05195
研究種目

学術変革領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅳ)
研究機関埼玉大学

研究代表者

内田 淳史  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (50327996)

研究分担者 菅野 円隆  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10734890)
研究期間 (年度) 2022-06-16 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2025年度)
配分額 *注記
180,830千円 (直接経費: 139,100千円、間接経費: 41,730千円)
2025年度: 36,400千円 (直接経費: 28,000千円、間接経費: 8,400千円)
2024年度: 41,340千円 (直接経費: 31,800千円、間接経費: 9,540千円)
2023年度: 35,490千円 (直接経費: 27,300千円、間接経費: 8,190千円)
2022年度: 36,010千円 (直接経費: 27,700千円、間接経費: 8,310千円)
キーワードフォトニックコンピューティング / リザーバーコンピューティング / 応用光学・量子光工学 / 機械学習 / 超高速情報処理
研究開始時の研究の概要

人工知能技術の進展に伴い、機械学習に特化した新たな専用ハードウェアの必要性が急速に高まっている。本研究計画では、光リザーバーコンピューティングを中心とした新たなフォトニックコンピューティングの革新的技術の創成を目指す。特に複雑系フォトニクスと呼ばれる学際分野の解析ツールを駆使して、光リザーバーコンピューティングの最適設計指針の解明を行う。また大規模な多腕バンディッド問題を解決するために、光強化学習と光意思決定の並列ハードウェア実装を目指す。加えて物理深層学習のハードウェア実装を実現して光の特長を積極的に活かした新たなフォトニックコンピューティング技術の確立を目標とする。

研究実績の概要

近年の機械学習や人工知能の発展により、高機能な情報処理技術の必要性が急速に高まっている。従来の電子技術に基づくコンピュータでの情報処理では、機械学習の新たなニーズに対して計算速度が追い付かない点や消費電力が膨大な点など、多くの根本的課題が顕著になりつつある。このように、光の特長を活かした高速・低消費電力の新たな人工知能ハードウェアの開発が急務である。
そこで本研究計画では、光リザーバーコンピューティングを中心とした新たなフォトニックコンピューティングの革新的技術の創成を目指す。特に複雑系フォトニクスと呼ばれる学際分野の解析ツールを駆使して、光リザーバーコンピューティングの最適設計指針の解明を行う。また大規模な多腕バンディッド問題を解決するために、光強化学習と光意思決定の並列ハードウェア実装を目指す。加えて物理深層学習のハードウェア実装による新たなフォトニックコンピューティング技術の確立を目標とする。
本年度の研究成果として、マルチモード半導体レーザのモード競合ダイナミクスを用いて、多腕バンディッド問題における意思決定実験のパラメータ最適化を行った。マルチモードレーザの出力光と注入光の波長を制御することで、意思決定性能が最大化するパラメータ設定方法を確立した。また電気光遅延システムの過渡応答時間波形を用いた物理深層学習における様々な学習方法を実験実装した。システムのモデルに関する事前知識を必要としない学習方式の実装に成功した。さらには、光リザーバーコンピューティングに関する和書を出版した。光リザーバーコンピューティングに関する原理や実装方法について、網羅的に一冊の本にまとめた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究課題は当初の計画通りに進展している。本年度の研究において、マルチモード半導体レーザのモード競合ダイナミクスを用いて、多腕バンディッド問題における意思決定実験のパラメータ最適化を行った。また、電気光遅延システムの過渡応答時間波形を用いた物理深層学習における様々な学習方法を実験実装した。さらに、光リザーバーコンピューティングに関する和書を出版した。このように多くの研究成果が得られており、順調に研究課題が遂行されている。

今後の研究の推進方策

今後の研究活動としては、フォトニックコンピューティングのさらなる性能向上に関する研究開発を行う予定である。具体的には、空間光変調器を用いた光リザーバーコンピューティングや超次元コンピューティングの実装を行う。また、光リザーバーコンピューティングを用いた時系列予測の性能向上とダイナミクスの複製を達成する。さらには、物理深層学習の学習方法の最適化と性能向上を行う予定である。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (112件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 6件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (90件) (うち国際学会 43件、 招待講演 12件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] National Cheng Kung University, Taiwan(中国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] National Cheng Kung University, Taiwan(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Synchronization of two chaotic microresonator frequency combs2024

    • 著者名/発表者名
      Moreno David、Fujii Shun、Nakashima Ayata、Lemcke Deniz、Uchida Atsushi、Sanchis Pablo、Tanabe Takasumi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 32 号: 2 ページ: 2460-2460

    • DOI

      10.1364/oe.511097

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 光リザーバコンピューティングと光強化学習の進展2024

    • 著者名/発表者名
      内田 淳史
    • 雑誌名

      フォトニクスニュース

      巻: Vol. 9, No. 3 ページ: 114-119

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Solving multi-armed bandit problems using a chaotic microresonator comb2024

    • 著者名/発表者名
      Cuevas Jonathan、Iwami Ryugo、Uchida Atsushi、Minoshima Kaoru、Kuse Naoya
    • 雑誌名

      APL Photonics

      巻: 9 号: 3

    • DOI

      10.1063/5.0173287

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] リザーバコンピューティング2024

    • 著者名/発表者名
      内田 淳史
    • 雑誌名

      2023年度 光技術動向調査報告書

      巻: 3.3.1節 ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Time-domain photonic image processor based on speckle projection and reservoir computing2023

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaguchi, K. Arai, T. Niiyama, A. Uchida, and S. Sunada
    • 雑誌名

      Communications Physics

      巻: 6 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s42005-023-01368-w

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 光を用いた強化学習・意思決定の最近の展開2023

    • 著者名/発表者名
      成瀬 誠, 内田 淳史
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: Vol. 92, No. 12 ページ: 730-734

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Analysis of temporal structure of laser chaos by Allan variance2023

    • 著者名/発表者名
      Asuke Naoki、Chauvet Nicolas、Roehm Andre、Kanno Kazutaka、Uchida Atsushi、Niiyama Tomoaki、Sunada Satoshi、Horisaki Ryoichi、Naruse Makoto
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 107 号: 1 ページ: 014211-014211

    • DOI

      10.1103/physreve.107.014211

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Parallel and deep reservoir computing using semiconductor lasers with optical feedback2023

    • 著者名/発表者名
      H. Hasegawa, K. Kanno, and A. Uchida
    • 雑誌名

      Nanophotonics

      巻: Vol. 12, No. 5 号: 5 ページ: 869-881

    • DOI

      10.1515/nanoph-2022-0440

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Parallel photonic accelerator for decision making using optical spatiotemporal chaos2023

    • 著者名/発表者名
      Morijiri Kensei、Takehana Kento、Mihana Takatomo、Kanno Kazutaka、Naruse Makoto、Uchida Atsushi
    • 雑誌名

      Optica

      巻: 10 号: 3 ページ: 339-348

    • DOI

      10.1364/optica.477433

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chaotic mode-competition dynamics in a multimode semiconductor laser with optical feedback and injection2023

    • 著者名/発表者名
      R. Iwami, K. Kanno, and A. Uchida
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: Vol. 31, No. 7 号: 7 ページ: 11274-11291

    • DOI

      10.1364/oe.481505

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 光の極限性能を生かすフォトニックコンピューティング ―光を用いた意思決定―(招待論文)2022

    • 著者名/発表者名
      成瀬 誠, 内田 淳史, 内山 和治, 赤羽 浩一
    • 雑誌名

      IEICE Fundamentals Review

      巻: Vol. 15, No. 4 ページ: 310-317

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decision making for large-scale multi-armed bandit problems using bias control of chaotic temporal waveforms in semiconductor lasers2022

    • 著者名/発表者名
      K. Morijiri, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: Vol. 12, Article No. 8073 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-022-12155-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Parallel bandit architecture based on laser chaos for reinforcement learning2022

    • 著者名/発表者名
      T. Urushibara, N. Chauvet, S. Kochi, S. Sunada, K. Kanno, A. Uchida, R. Horisaki, and M. Naruse
    • 雑誌名

      Journal of Physics Communications

      巻: Vol. 6 号: 6 ページ: 065002-065002

    • DOI

      10.1088/2399-6528/ac75ad

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Photonic decision making for solving competitive multi-armed bandit problem using semiconductor laser networks2022

    • 著者名/発表者名
      Mihana Takatomo、Kanno Kazutaka、Naruse Makoto、Uchida Atsushi
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 13 号: 3 ページ: 582-597

    • DOI

      10.1587/nolta.13.582

    • ISSN
      2185-4106
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reservoir computing based on an external-cavity semiconductor laser with optical feedback modulation2022

    • 著者名/発表者名
      K. Kanno, A. A. Haya, and A. Uchida
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: Vol. 30, No. 19 号: 19 ページ: 34218-34238

    • DOI

      10.1364/oe.460016

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Universal Single-Mode Lasing in Fully Chaotic Billiard Lasers2022

    • 著者名/発表者名
      Mengyu You、Sakakibara Daisuke、Makino Kota、Morishita Yonosuke、Matsumura Kazutoshi、Kawashima Yuta、Yoshikawa Manao、Tonosaki Mahiro、Kanno Kazutaka、Uchida Atsushi、Sunada Satoshi、Shinohara Susumu、Harayama Takahisa
    • 雑誌名

      Entropy

      巻: 24 号: 11 ページ: 1648-1648

    • DOI

      10.3390/e24111648

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultrafast silicon threshold circuitry for chaotic laser time series2022

    • 著者名/発表者名
      Wada Kazuyuki、Hara Shinsuke、Tanoi Satoru、Kasamatsu Akifumi、Otsuka Yuta、Sekine Kawori、Uchida Atsushi、Naruse Makoto
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 12 号: 12 ページ: 125225-125225

    • DOI

      10.1063/5.0127470

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controlling chaotic itinerancy in laser dynamics for reinforcement learning2022

    • 著者名/発表者名
      Iwami Ryugo、Mihana Takatomo、Kanno Kazutaka、Sunada Satoshi、Naruse Makoto、Uchida Atsushi
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 8 号: 49 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1126/sciadv.abn8325

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Mode concentration of chaotic dynamics in a multimode semiconductor laser for decision making2024

    • 著者名/発表者名
      R. Iwami, K. Kanno, and A. Uchida
    • 学会等名
      The 10th Korea-Japan Joint Workshop on Complex Communication Sciences (KJCCS2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integration of attention mechanism in reservoir computing for time series forecasting2024

    • 著者名/発表者名
      F. Koester, K. Kanno, J. Ohkubo, and A. Uchida
    • 学会等名
      The 10th Korea-Japan Joint Workshop on Complex Communication Sciences (KJCCS2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photonic artificial intelligence: Reservoir computing and decision making based on complex photonics2024

    • 著者名/発表者名
      A. Uchida
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Artificial Intelligence in Information and Communication (ICAIIC2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reservoir computing and decision making for photonic artificial intelligence2024

    • 著者名/発表者名
      A. Uchida
    • 学会等名
      The First International Symposium on Photonic Computing
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reservoir computing with attention mechanism: Improving chaotic time-series forecasting2024

    • 著者名/発表者名
      F. Koester,K. Kanno, J. Ohkubo, and A. Uchida
    • 学会等名
      The First International Symposium on Photonic Computing
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solving multi-armed bandit problems using a chaotic microresonator comb2024

    • 著者名/発表者名
      J. Cuevas, R. Iwami, A. Uchida, K. Minoshima, and N. Kuse
    • 学会等名
      The First International Symposium on Photonic Computing
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 戻り光を有する半導体レーザーの間欠性カオスにおける非線形ダイナミクスと予測2024

    • 著者名/発表者名
      小原 翔馬, 菅野 円隆, 内田 淳史, 黒川 弘章
    • 学会等名
      レーザー学会第583回研究会, 自然に学ぶレーザーカオスと量子ダイナミクス
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] リザーバコンピューティングを用いた半導体レーザダイナミクスの分岐と複製2024

    • 著者名/発表者名
      川上 敦也, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      2024年 電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 半導体レーザネットワークにおける多段バンディットアルゴリズムを用いた意思決定2024

    • 著者名/発表者名
      佐々木 圭悟, 内田 淳史
    • 学会等名
      2024年 電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 時空間ダイナミクスを用いたマルチクライアントの協力的意思決定2024

    • 著者名/発表者名
      武塙 賢人, 内田 淳史
    • 学会等名
      2024年 電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 拡張ダイレクトフィードバックアライメントを用いた最適制御に基づく物理深層学習の実験実装2024

    • 著者名/発表者名
      野上 倫, 菅野 円隆, 新山 友暁, 砂田 哲, 内田 淳史
    • 学会等名
      2024年 電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 多モード半導体レーザを用いた意思決定の加速原理モデルの調査2024

    • 著者名/発表者名
      岩見 龍吾, 内田 淳史
    • 学会等名
      2024年 電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 光リザーバーコンピューティングと強化学習の進展2024

    • 著者名/発表者名
      内田 淳史
    • 学会等名
      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」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 相互結合された半導体レーザにおける光周波数差検知によるリーダ・ラガード関係2024

    • 著者名/発表者名
      平 英駿, 巳鼻 孝朋, Andre Roehm, 菅野 円隆, 内田 淳史, 堀﨑 遼一, 成瀬 誠
    • 学会等名
      2024年 第71回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 制御駆動された物理ニューラルネットワークのノイズ頑強性2024

    • 著者名/発表者名
      粟野 貴斗, 砂田 哲, 新山 友暁, レーム アンドレ, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      2024年 第71回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 電気光遅延システムを用いた深層学習における拡張DFA法のための非線形関数の複雑性への依存性2024

    • 著者名/発表者名
      永塚 悠翔, 野上 倫, 新山 友暁, 砂田 哲, 内田 淳史, 菅野 円隆
    • 学会等名
      電子情報通信学会 複雑コミュニケーションサイエンス研究会 (CCS)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of chaos synchronization in two cascaded microresonators for secure data transmission2023

    • 著者名/発表者名
      D. Lemcke, D. Moreno, S. Fujii, A. Nakashima, A. Uchida, and T. Tanabe
    • 学会等名
      The 12th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment of the feasibility of employing chaos synchronization in two cascaded microresonators for secure data transmission2023

    • 著者名/発表者名
      D. Lemcke, D. Moreno, S. Fujii, A. Nakashima, A. Uchida, and T. Tanabe
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics/Europe (CLEO/Europe 2023) and European Quantum Electronics Conference (EQEC 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photonic decision making using optical spatiotemporal chaos generated from spatial light modulator2023

    • 著者名/発表者名
      A. Uchida, K. Morijiri, K. Takehana, and K. Kanno
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental investigation on dynamics among longitudinal modes in a multimode semiconductor laser2023

    • 著者名/発表者名
      R. Iwami, K. Kanno, and A. Uchida
    • 学会等名
      The 12th Asia-Pacific Laser Symposium (APLS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An approach to output layer optimization in photonic delay-based reservoir computing2023

    • 著者名/発表者名
      F. Koester, K. Kanno, and A. Uchida
    • 学会等名
      The 12th Asia-Pacific Laser Symposium (APLS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Replication of optical chaotic dynamics using reservoir computing2023

    • 著者名/発表者名
      A. Kawakami, K. Kanno, and A. Uchida
    • 学会等名
      The 12th Asia-Pacific Laser Symposium (APLS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reinforcement learning using optical spatiotemporal dynamics from spatial light modulator2023

    • 著者名/発表者名
      K. Morijiri, K. Takehana, K. Kanno, and A. Uchida
    • 学会等名
      The 12th Asia-Pacific Laser Symposium (APLS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental investigation on nonlinear dynamics in a multimode semiconductor laser with optical feedback and injection for decision making2023

    • 著者名/発表者名
      R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
    • 学会等名
      2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experiment on decision making using two different dynamics in semiconductor laser network2023

    • 著者名/発表者名
      K. Sasaki, K. Ishimine, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
    • 学会等名
      2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental investigation of reinforcement learning using optical spatiotemporal dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      K. Takehana, H. Takizawa, K. Kanno, and A. Uchida
    • 学会等名
      2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Replication of laser dynamics using reservoir computing2023

    • 著者名/発表者名
      A. Kawakami, K. Kanno, and A. Uchida
    • 学会等名
      2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time series prediction of intermittent laser dynamics using reservoir computing2023

    • 著者名/発表者名
      S. Ohara, K. Kanno, A. Uchida, and H. Kurokawa
    • 学会等名
      2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approximate reservoir computing using semiconductor lasers with optical feedback2023

    • 著者名/発表者名
      T. Ito, K. Kanno, and A. Uchida
    • 学会等名
      2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optoelectronic implementation of physical deep learning based on optimal control2023

    • 著者名/発表者名
      R. Nogami, K. Kanno, T. Niiyama, S. Sunada, and A. Uchida
    • 学会等名
      2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental verification of universal single-mode lasing in fully chaotic billiard lasers2023

    • 著者名/発表者名
      M. You, K. Makino, Y. Morishita, K. Kanno, A. Uchida, S. Sunada, S. Shinohara, and T. Harayama
    • 学会等名
      2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synchronization and power law under low-frequency fluctuation in unidirectional-ring laser network2023

    • 著者名/発表者名
      T. Mihana, K. Kanno, A. Uchida, R. Horisaki, and M. Naruse
    • 学会等名
      2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複雑系フォトニクスを用いた光リザーバーコンピューティングと光意思決定2023

    • 著者名/発表者名
      内田 淳史
    • 学会等名
      学術変革(A) 第2回「光×コンピューティング」オープンセミナー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 空間的な結合を加えた時空間ダイナミクスを用いた意思決定実験2023

    • 著者名/発表者名
      武塙 賢人, 瀧澤颯斗, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      2023年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 異なるダイナミクスを用いた一方向結合された半導体レーザネットワークにおける意思決定実験2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木 圭悟, 石嶺 好太, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
    • 学会等名
      2023年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 半導体レーザカオスの複素電界ダイナミクスの帯域拡大と乱数生成実験2023

    • 著者名/発表者名
      鶴見 結稀, 工藤 翔大, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      2023年 第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] マルチモード半導体レーザのカオス的モード競合の光注入制御実験と意思決定2023

    • 著者名/発表者名
      岩見 龍吾, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
    • 学会等名
      2023年 第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 4台の半導体レーザネットワークでの低周波不規則振動を用いた意思決定実験2023

    • 著者名/発表者名
      石嶺 好太, 佐々木 圭悟, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      2023年 第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] レーザネットワークにおける先行振動持続時間のべき乗則2023

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2023年 第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 戻り光を有する半導体レーザーを用いた近似リザーバコンピューティングの性能評価2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤 立希, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      2023年 第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] リザーバコンピューティングを用いた半導体レーザのダイナミクスの複製2023

    • 著者名/発表者名
      川上 敦也, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      2023年 第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ダイレクトフィードバックアライメントを用いた最適制御に基づく物理深層学習の実験実装2023

    • 著者名/発表者名
      野上 倫, 菅野 円隆, 新山 友暁, 砂田 哲, 内田 淳史
    • 学会等名
      2023年 第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] エコーステートネットワークを用いた半導体レーザにおける突発的現象の予測と検知2023

    • 著者名/発表者名
      小原 翔馬, 菅野 円隆, 内田 淳史, 黒川 弘章
    • 学会等名
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      内田 淳史
    • 学会等名
      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~
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光リザーバーコンピューティングの近年の進展2023

    • 著者名/発表者名
      菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リザーバコンピューティングを用いた戻り光半導体レーザカオスの予測と複製2023

    • 著者名/発表者名
      川上 敦也, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Artificial intelligence using complex photonics: Decision making and reservoir computing (Invited talk)2023

    • 著者名/発表者名
      A. Uchida
    • 学会等名
      Optical Fiber Communication Conference 2023 (OFC 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ynchronization of microresonator frequency combs in chaotic regime2023

    • 著者名/発表者名
      D. Moreno, S. Fujii, A. Nakashima, A. Uchida, P. Sanchis, and T. Tanabe
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光コヒーレント検波を用いた半導体レーザにおける複素電界のカオス振動抽出と高速物理乱数生成2023

    • 著者名/発表者名
      工藤 翔大, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第43回年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      内田 淳史
    • 学会等名
      2023年 電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      巳鼻 孝朋, Andre Roehm, 菅野 円隆, 内田 淳史, 堀﨑 遼一, 成瀬 誠
    • 学会等名
      2023年 電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多モード半導体レーザにおけるカオス的遍歴を用いた意思決定実験2023

    • 著者名/発表者名
      岩見 龍吾, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
    • 学会等名
      2023年 電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 戻り光を有する半導体レーザカオスにおけるリアプノフベクトルの観測2023

    • 著者名/発表者名
      井上 聡太, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      2023年 第70回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光リザーバコンピューティングにおける転移学習を用いたレーザのダイナミクスの推測2023

    • 著者名/発表者名
      酒巻 里衣, 菅野 円隆, 犬伏 正信, 内田 淳史
    • 学会等名
      2023年 第70回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 動的システムの最適制御に基づく物理コンピューティング2023

    • 著者名/発表者名
      新山 友暁, 砂田 哲, レーム アンドレ, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      2023年 第70回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光リザーバコンピューティングと光強化学習の最新研究動向2023

    • 著者名/発表者名
      内田 淳史
    • 学会等名
      日本光学会 第15回 AI Optics研究グループ研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 160 Gb/s true physical random bit generation using broad-band, high-entropy semiconductor laser chaos2022

    • 著者名/発表者名
      C.-H. Tseng, R. Funabashi, K. Kanno, A. Uchida, C.-C. Wei, and S.-K. Hwang
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics 2022 (CLEO 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photonic approach to reinforcement learning (Invited talk)2022

    • 著者名/発表者名
      M. Naruse, A. Uchida, K. Uchiyama, and K. Akahane
    • 学会等名
      27th OptoElectronics and Communications Conference / International Conference on Photonics in Switching and Computing 2022 (OECC/PSC 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photonic decision making for solving bandit problem using laser network2022

    • 著者名/発表者名
      T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
    • 学会等名
      27th OptoElectronics and Communications Conference / International Conference on Photonics in Switching and Computing 2022 (OECC/PSC 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photonic decision making by chaotic mode dynamics in multi-mode semiconductor laser with optical feedback2022

    • 著者名/発表者名
      R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
    • 学会等名
      27th OptoElectronics and Communications Conference / International Conference on Photonics in Switching and Computing 2022 (OECC/PSC 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "Experiment on decision making for multi-armed bandit problem using chaos and low frequency fluctuations in laser network2022

    • 著者名/発表者名
      K. Sasaki, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, A. Uchida
    • 学会等名
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO Pacific Rim, CLEO-PR 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application for decision making by controlling chaotic mode competition dynamics in multi-mode semiconductor laser2022

    • 著者名/発表者名
      R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, A. Uchida
    • 学会等名
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO Pacific Rim, CLEO-PR 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experiment on extraction of complex electric-field amplitude in chaotic semiconductor laser for random number generation2022

    • 著者名/発表者名
      S. Kudo, S. Numata, K. Kanno, A. Uchida
    • 学会等名
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO Pacific Rim, CLEO-PR 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prevention of intermittent chaos in semiconductor laser with optical feedback2022

    • 著者名/発表者名
      S. Inoue, K. Kanno, A. Uchida
    • 学会等名
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO Pacific Rim, CLEO-PR 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction and replication of chaotic dynamics using photonic reservoir computing with semiconductor laser2022

    • 著者名/発表者名
      A. Kawakami, K. Kanno, A. Uchida
    • 学会等名
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO Pacific Rim, CLEO-PR 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High optical feedback resistance of 1.55 um 15-layer-stacked quantum dot laser using InP(311)B substrate2022

    • 著者名/発表者名
      A. Matsumoto, K. Akahane, T. Umezawa, N. Yamamoto, K. Kanno, M. Naruse, A. Uchida, and A. Kanno
    • 学会等名
      The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO Pacific Rim, CLEO-PR 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photonic artificial intelligence based on complex photonics: Reservoir computing and decision making (Invited talk)2022

    • 著者名/発表者名
      A. Uchida
    • 学会等名
      2022 International Conference on Optical Precision Measurements (ICOPM 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Experiment on decision making using chaotic multi-mode semiconductor laser with optical feedback and injection2022

    • 著者名/発表者名
      R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, A. Uchida
    • 学会等名
      2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experiment on spatiotemporal dynamics generation and parallel decision making using spatial light modulator and semiconductor laser2022

    • 著者名/発表者名
      K. Takehana, K. Morijiri, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, A. Uchida
    • 学会等名
      2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decision making for multi-armed bandit problem using two different dynamics in laser network2022

    • 著者名/発表者名
      K. Sasaki, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, A. Uchida
    • 学会等名
      2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photonic reservoir computing for prediction and replication of chaotic dynamical systems2022

    • 著者名/発表者名
      A. Kawakami, K. Kanno, A. Uchida
    • 学会等名
      2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transfer learning based on photonic reservoir computing using semiconductor laser with optical feedback2022

    • 著者名/発表者名
      R. Sakamaki, K. Kanno, M. Inubushi, A. Uchida
    • 学会等名
      2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental demonstration of physical deep learning based on optimal control using optoelectronic delay system2022

    • 著者名/発表者名
      R. Nogami, K. Kanno, S. Sunada, A. Uchida
    • 学会等名
      2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experiment on random number generation with chaotic dynamics of complex electric-field amplitude in semiconductor laser2022

    • 著者名/発表者名
      S. Kudo, S. Numata, K. Kanno, A. Uchida
    • 学会等名
      2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of intermittent chaos in semiconductor laser with short external cavity2022

    • 著者名/発表者名
      S. Inoue, K. Kanno, A. Uchida
    • 学会等名
      2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 戻り光を有する半導体レーザを用いた光リザーバコンピューティングによる転移学習2022

    • 著者名/発表者名
      酒巻 里衣, 菅野 円隆, 犬伏 正信, 内田 淳史
    • 学会等名
      2022年 第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 半導体レーザのリザーバコンピューティングを用いた非線形ダイナミクスの複製2022

    • 著者名/発表者名
      川上 敦也, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      2022年 第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 最適制御に基づく物理深層学習の電気光遅延システムによる実験実装2022

    • 著者名/発表者名
      野上 倫, 菅野 円隆, 砂田 哲, 内田 淳史
    • 学会等名
      2022年 第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 戻り光を有する半導体レーザにおける間欠性カオスの予測と予防2022

    • 著者名/発表者名
      井上 聡太, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      2022年 第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 戻り光を有する半導体レーザのカオス的複素電界振動を用いた乱数生成実験2022

    • 著者名/発表者名
      工藤 翔大, 沼田 新, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      2022年 第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] レーザネットワークのゼロ遅延同期を用いた協調的意思決定メカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      神徳 駿, 巳鼻 孝朋, Roehm Andre, 堀﨑 遼一, 菅野 円隆, 内田 淳史, 成瀬 誠
    • 学会等名
      2022年 第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マルモード半導体レーザのカオス的モード競合の制御を用いた意思決定実験2022

    • 著者名/発表者名
      岩見 龍吾, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
    • 学会等名
      2022年 第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 2つの異なるダイナミクスを用いたレーザネットワークにおける意思決定実験2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木 圭悟, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
    • 学会等名
      2022年 第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 空間光変調器を用いた時空間ダイナミクスによる並列意思決定実験2022

    • 著者名/発表者名
      武塙 賢人, 森尻 健正, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
    • 学会等名
      2022年 第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      内田 淳史
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電気光遅延システムを用いた最適制御に基づく物理深層学習の実証実験2022

    • 著者名/発表者名
      野上 倫, 菅野 円隆, 砂田 哲, 内田 淳史
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光リザーバコンピューティングを用いたカオスダイナミクスの予測と複製2022

    • 著者名/発表者名
      川上 敦也, 菅野 円隆, 内田 淳史
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 半導体レーザネットワークにおける低周波不規則振動とカオスを用いた意思決定実験2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木 圭悟, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 半導体レーザと空間光変調器で生成された時空間ダイナミクスを用いた意思決定の並列実装2022

    • 著者名/発表者名
      武塙 賢人, 森尻 健正, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 光リザーバーコンピューティング ー原理と実装ー2024

    • 著者名/発表者名
      菅野 円隆, 内田 淳史
    • 総ページ数
      258
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320125735
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 埼玉大学 内田淳史研究室

    • URL

      http://www.au.ics.saitama-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書

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公開日: 2022-06-20   更新日: 2025-06-20  

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