Οι συμβατικοί υπολογιστές έχουν αποδειχθεί ανεπαρκείς όσον αφορά την επίλυση διάφορων προβλημάτων, με πιο σημαντική την κατηγορία της αναγνώρισης προτύπων σε μεγάλα δεδομένα video, εικόνας και ήχου. Επίσης, οι συμβατικοί υπολογιστές δεν μπορούν να είναι αποδοτικοί σε προβλήματα εκθετικής πολυπλοκότητας. Για την υπέρβαση αυτών των ανεπαρκειών έχουν θεωρητικά και πειραματικά μελετηθεί νευρομορφικά αλλά και κβαντικά παραδείγματα υπολογιστών με επιτυχία. Μέχρι στιγμής αυτά τα δύο σημαντικά παραδείγματα εναλλακτικών μορφών υπολογισμού ακολουθούν παράλληλους δρόμους. Το όραμα του ευρωπαϊκού έργου PROMETHEUS Horizon Europe είναι να συνδυάσει τις δύο λογικές υπολογιστικής στην ίδια ολοκληρωμένη φωτονική πλατφόρμα. Η πλατφόρμα αυτή θα βασιστεί σε υψηλής πυκνότητας τεχνολογία φωτονικής ολοκλήρωσης σε πυρίτιο. Σε αυτό το υπόστρωμα θα δημιουργηθεί ένα επαναδιατάξιμο και επαναπρογραμματιζόμενο φωτονικό κύκλωμα. Σε συνδυασμό με τους σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης διαμορφωτές φάσης βαρίου-οξειδίου του τιτανίου και τα ολοκληρωμένα λέιζερ ημιαγωγών ΙΙΙ-V, θα δημιουργηθεί ένα υπερταχύ νευρομορφικό δίκτυο 3ης γενίας (νευρωνικά δίκτυα ώσεων). Η υποστήριξη του κυκλώματος με ηλεκτρονικά υψηλής συχνότητας θα έχει ως αποτέλεσμα έναν πολύ σταθερό επεξεργαστή χαμηλής κατανάλωσης, ικανό για κβαντικές/νευρομορφικές υλοποιήσεις μεγάλης κλίμακας.
Η επαναδιατάξιμη φωτονική πλατφόρμα του PROMETHEUS θα χρησιμοποιηθεί για τη διερεύνηση παραδειγμάτων νευρωνικών δικτύων (Κβαντικά, Συνελικτικά, Ώσεων, Aναδρομικά Nευρωνικά Δίκτυα, κ.α) και θα αξιολογηθεί πιλοτικά σε εφαρμογές συνυφασμένες με την 4η βιομηχανική επανάσταση όπως η κβαντική υπολογιστική και κρυπτογραφία, η υπολογιστική άκρου, η μηχανική όραση, η επεξεργασία σημάτων οπτικής απεικόνισης και οπτικών επικοινωνιών πολύ μεγάλων ταχυτήτων (>800 Gb/s και Mframes/sec).
Το ΠΑΔΑ συμμετέχει με το εργαστήριο Παράλληλων και Κατανεμημένων Συστημάτων και Δικτύων στο έργο και θα συμβάλει στη σχεδίαση των νευρομορφικών κυκλωμάτων, στην υποστήριξη με ψηφιακά ηλεκτρονικά υψηλής συχνότητας και στην πιλοτική αξιολόγηση των επεξεργαστών σε εφαρμογές επεξεργασίας σημάτων οπτικών επικοινωνιών σε διασυνδέσεις υπολογιστικής άκρου.
Τίτλος Έργου: PROMETHEUS (Προγραμματιζόμενα Ολοκληρωμένα Φωτονικά Νευρομορφικά και Κβαντικά Δίκτυα για Επεξεργασία Εικόνας, Οπτικές Επικοινωνίες και Ασφάλεια)
Χρονική Διάρκεια Έργου: 1/9/2022-30/8/2025
Ιστοσελίδα Έργου: https://prometheus-he.eu/
Πλαίσιο & Ποσό Χρηματοδότησης Έργου: To έργο έχει λάβει χρηματοδότησει σχεδόν 4 εκατομμυρίων ευρώ από την ευρωπαική επιτροπή στο πλάισιο δράσεων: CL4-2021-DIGITAL EMERIGNG-01-07.
Επιστημονικός Υπεύθυνος (Πα.Δ.Α.): Αντώνης Μπόγρης
Κοινοπραξία – Συνεργαζόμενοι Φορείς:
- Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής – Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Υπολογιστών
- Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Μηχανικών Πληροφοριακών και Επικοινωνιακών Συστημάτων
- iPRONICS (Ισπανία),
- Πολυτεχνείο Δανίας
- Πανεπιστήμιο του Ghent (Βέλγιο)
- QTI (Ιταλία)
- CEA (Γαλλία)
- Fraunhofer IZM (Γερμανία)
- Scintil Photonics (Γαλλία)
- IBM Research (Ελβετία)
- Lumiphase (Ελβετία)
- Inivation (Ελβετία)
Ερευνητικές Δημοσιεύσεις/ Αποτελέσματα / Πατέντες
[1] K. Sozos, A. Bogris, P. Bienstman, G. Sarantoglou, S. Deligiannidis, and C. Mesaritakis, “High-speed photonic neuromorphic computing using recurrent optical spectrum slicing neural networks,” Commun. Eng., vol. 1, no. 1, p. 24, Oct. 2022, doi: 10.1038/s44172-022-00024-5.
[2] D. Dermanis, A. Bogris, P. Rizomiliotis, and C. Mesaritakis, “Photonic Physical Unclonable Function based on Integrated Neuromorphic Devices,” J. Light. Technol., 2022, doi: 10.1109/JLT.2022.3200307.
