論文の概要: Unconventional Computing based on Four Wave Mixing in Highly Nonlinear Waveguides

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.09135v1
• Date: Wed, 14 Feb 2024 12:34:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-15 15:46:11.135919
• Title: Unconventional Computing based on Four Wave Mixing in Highly Nonlinear Waveguides
• Title（参考訳）: 高非線形導波路における4波混合に基づく非慣習計算
• Authors: Kostas Sozos, Stavros Deligiannidis, Charis Mesaritakis, Adonis Bogris
• Abstract要約: 高非線形導波路の4波混合効果に基づくフォトニック非従来型加速器の数値解析を行った。 豊かなKerr誘起非線形性を利用することで、入力信号の複数の非線形変換を生成し、複雑な非線形タスクを解くのに使うことができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this work we numerically analyze a photonic unconventional accelerator based on the four-wave mixing effect in highly nonlinear waveguides. The proposed scheme can act as a fully analogue system for nonlinear signal processing directly in the optical domain. By exploiting the rich Kerr-induced nonlinearities, multiple nonlinear transformations of an input signal can be generated and used for solving complex nonlinear tasks. We first evaluate the performance of our scheme in the Santa-Fe chaotic time-series prediction. The true power of this processor is revealed in the all-optical nonlinearity compensation in an optical communication scenario where we provide results superior to those offered by strong machine learning algorithms with reduced power consumption and computational complexity. Finally, we showcase how the FWM module can be used as a reconfigurable nonlinear activation module being capable of reproducing characteristic functions such as sigmoid or rectified linear unit.
• Abstract（参考訳）: 本研究では、高非線形導波路の4波混合効果に基づいて、フォトニック非定常加速器を数値解析する。 提案手法は光学領域で直接非線形信号処理を行うための完全なアナログシステムとして機能する。 リッチカー誘導非線形性を利用して、入力信号の複数の非線形変換を生成し、複雑な非線形タスクを解くのに使うことができる。 まず,サンタフェのカオス時系列予測における提案手法の性能評価を行った。 このプロセッサの真のパワーは、光通信シナリオにおける全光非線形性補償において明らかにされ、消費電力と計算複雑性を低減した強力な機械学習アルゴリズムが提供するものよりも優れた結果が得られる。 最後に、FWMモジュールが、Sigmoid や rectified linear unit などの特性関数を再現できる再構成可能な非線形アクティベーションモジュールとしてどのように使用できるかを示す。

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