周波数領域光信号処理を利用した最適化演算加速器に関する研究

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K05377
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分30020:光工学および光量子科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人情報通信研究機構
• 研究代表者: 清水 智 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワーク研究所フォトニックICT研究センター, 主任研究員 (10533440)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 光コンピューティング / 光コム / 半導体光増幅器

研究成果の概要

本研究では半導体光増幅器(SOA)を伝搬する光コム信号のリザバーコンピューティング適用を検討し，主として次の4点の成果を得た．①広帯域光コム信号の振幅・位相測定手法を提案し，帯域幅150-GHzの信号を20-GHz帯域のコヒーレント受信器で測定可能にした．②パルス伝搬の数値シミュレーションが可能なSOAのモデルを構築し数値シミュレーションによる検討を可能とした．③数値シミュレーションにより形状の近いパルスの差異を強調出来ることを示し，リザバーとしての可能性を示した．④実験・シミュレーション両方においてSantaFe時系列の予測問題について，精度は高くないものの予測動作が可能であることを示した．

自由記述の分野

光通信

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた成果は，光リザバーコンピューティングの検討でこれまであまり注目されてこなかった周波数領域の活用に新たに着目したものとして学術的に意義があったと考えている．とくに，SantaFe時系列の予測問題における実験および数値シミュレーションによる基本動作実証は，光リザバーコンピューティングにおける周波数領域の活用可能性を示すものとして意義深いものであったと考えている．今後，時間領域と周波数領域の両方を有効に活用することで処理能力を飛躍的に向上させることが期待でき，人工知能技術における学習・予測回路の高効率化に寄与できるものとして，社会的にも意義があったと考えている．