光子儲備池計算-光學循環神經網絡 9787121497735 丹尼爾.布魯納 (Daniel Brunner)

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書名：光子儲備池計算-光學循環神經網絡
ISBN：9787121497735
出版社：電子工業
著編譯者：丹尼爾.布魯納 (Daniel Brunner)
頁數：200
所在地：中國大陸 *此為代購商品
書號：1745319
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【台灣高等教育出版社簡體書】 光子儲備池計算-光學循環神經網絡 787121497735 丹尼爾.布魯納 (Daniel Brunner)
內容簡介
第一章 介紹了光子計算機發展的歷史以及神經網絡的概念。第二章 重點介紹了物理儲層計算的原理，以及一些與光子計算相關的重要概念――品質因數、拓撲網絡、線性和非線性記憶容量。第三章 介紹了儲層集成的最新技術，主要集中在被動架構的實現，以及如何通過光電探測器實現非線性變換的原理。第四章 介紹了大規模光子儲層的潛力，重點討論了幾種可以產生複雜網絡耦合的光學配置。第五章 概況介紹了基於延遲系統的儲層計算。第六章 詳細闡述了池田延遲（Ikeda delay dynamics）動力學與光子儲存計算機控制和開發的相關性。第七章 討論了使用半導體激光器作為物理襯底的光子 RC 的實現。第八章 重點介紹如何使用光電系統作為主體構建先進的光子儲存計算機。

作者簡介
Daniel Brunner出生於德國Oedheim，一直是法國貝桑松FEMTO-ST的CNRS永久研究員，研究興趣包括非線性光子學，重點是使用量子系統或非線性動力學進行信息處理的新方法，目前專注於在光子系統中實現神經網絡和機器學習。他的博士論文獲得了多個大學獎項和2010年IOPs羅伊斯獎。
曾任國家科技基礎條件平臺中心副主任；中國駐洛杉磯總領事館科技參贊；2020年10月，擔任國家遙感中心副主任的呂先志接受中組部選派來海南掛職，任海南省發展改革委黨組成員、副主任，同時擔任園區建設組團組長。2022 11―2023 12 工業和信息化部火炬高技術產業開發中心黨委書記 2023 12― 工業和信息化部火炬高技術產業開發中心黨委書記，主任

目錄

目 錄
1 新型光子計算簡介 1
1 1 計算光學 1
1 1 1 計算光學的優勢 2
1 1 2 邏輯光計算機 5
1 1 3 具有空間變換的光計算 6
1 2 神經網絡 8
1 2 1 感知機 9
1 2 2 前饋神經網絡 11
1 2 3 遞歸神經網絡 12
1 2 4 深度神經網絡 14
1 2 5 Hopfield網絡 15
1 3 早期光子實現 17
1 3 1 光學感知機 18
1 3 2 光學Hopfield網絡 19
1 4 結論 21
原著參考文獻 21
2 光子儲備池系統的信息處理和計算 22
2 1 介紹 22
2 1 1 數字計算的邊界 22
2 1 2 模擬計算 23
2 2 儲備池計算 24
2 2 1 一個更寬鬆的計算模型 24
2 2 2 如何訓練儲備池計算機 25
2 2 3 儲備池性能的測量 26
2 2 4 作為模型系統的回聲狀態網絡 27
2 2 5 對儲備池的一般要求 29
2 2 6 物理儲備池計算 30
2 3 儲備池信息處理 31
2 3 1 再現記憶 31
2 3 2 非線性處理能力 33
2 3 3 記憶、非線性和噪聲敏感性 34
2 4 結論 36
原著參考文獻 36
3 集成片上儲備池 37
3 1 介紹 37
3 2 無源儲備池計算 37
3 3 集成光學讀出層 40
3 3 1 基本原理 40
3 3 2 訓練集成光學讀出層 41
3 3 3 權重分辨率的影響 44
3 4 通信應用 45
3 4 1 非線性色散補償 45
3 4 2 PAM-4邏輯 48
3 5 混沌腔 49
3 5 1 設計 50
3 5 2 方法 50
3 5 3 XOR任務 51
3 5 4 幀頭識別 52
3 5 5 儲備池的Q因子和時間尺度 53
3 6 用於細胞識別的柱狀散射體 54
3 6 1 用數字全息顯微鏡分選細胞 54
3 6 2 用於極限學習機（ELM）實現的電介質散射體 55
3 6 3 相位靈敏度的非線性 58
3 6 4 電介質散射體和光腔的組合 60
3 7 結論 61
原著參考文獻 61
4 大型時空儲備池 62
4 1 導言 62
4 2 衍射耦合 62
4 2 1 耦合矩陣 65
4 2 2 網絡規模限制 68
4 3 垂直發射激光器的網絡 69
4 3 1 網絡動力學和光注入 71
4 3 2 函數逼近 73
4 4 Ikeda振盪器的儲備池 73
4 4 1 實驗設置 74
4 4 2 耦合Ikeda振盪器的驅動網絡 75
4 4 3 讀出權重和光子學習 76
4 4 4 抑制單極系統的性能限制 78
4 4 5 系統性能 79
4 4 6 噪聲和漂移 81
4 4 7 自治系統：輸出反饋 83
4 5 結論 85
原著參考文獻 86
5 用於儲備池計算的時間延遲系統 87
5 1 導言 87
5 2 標準儲備池計算 87
5 3 延遲反饋系統 88
5 4 作為儲備池的延遲反饋系統 90
5 4 1 用具有延遲反饋功能的非線性節 點實現 91
5 4 2 延遲反饋方法中的時間複用 92
5 4 3 基於延遲的儲備池計算中的讀出和訓練 93
5 4 4 例子：混沌時間序列預測 94
5 5 基於延遲的儲備池計算機的互連結構 96
5 5 1 通過系統動力學的互連結構 97
5 5 2 通過反饋線的互連結構 99
5 6 輸入層的權重分佈 100
5 7 基於延遲的儲備池計算的計算量 101
5 8 基於延遲的儲備池計算的硬件實現 103
5 8 1 基於延遲的儲備池計算的電子實現示例 104
5 8 2 基於延遲的儲備池計算機物理實現中的挑戰 106
5 9 結論 111
原著參考文獻 112
6 作為儲備池處理器的Ikeda延遲動力學 113
6 1 導言 113
6 2 從理想實驗到光電裝置 113
6 2 1 Ikeda環形腔的工作原理 113
6 2 2 通過光電方法轉換的全光學Ikeda設置 115
6 3 建模和理論 116
6 3 1 數學模型、時間尺度、運動 116
6 3 2 動力學線性部分 117
6 3 3 反饋和非線性 118
6 3 4 延遲引起的複雜性：自由度、初始條件、相空間 119
6 4 用延遲系統模擬動態網絡 120
6 4 1 延遲系統的時空表示 120
6 4 2 舉例說明：延遲動力學中的嵌合狀態 121
6 4 3 從自主延遲動力學到非自主延遲動力學 124
6 5 基於Ikeda的光子儲備池 125
6 5 1 儲備池計算的標準ESN 125
6 5 2 將ESN模型轉換為延遲動力學模型 126
6 5 3 基於Ikeda的光子儲備池計算實現示例 128
6 6 結論 134
原著參考文獻 134
7 半導體激光器作為儲備池基底 135
7 1 導言 135
7 2 激光器基礎和半導體類型 135
7 3 用於儲備池計算的單模半導體激光器 137
7 3 1 建模和數值結果 137
7 3 2 單模半導體激光器的首次實驗實現 140
7 3 3 單模半導體激光器的進一步實驗實現 142
7 4 作為儲備池基底的其他光子系統 143
7 4 1 用於儲備池計算的半導體環形激光器 143
7 4 2 摻鉺微芯片激光器 147
7 4 3 半導體光學放大器 148
7 5 結論 148
原著參考文獻 148
8 先進的儲備池計算機：模擬自主系統和實時控制 149
8 1 導言 149
8 2 簡單的光子儲備池計算機 150
8 3 模擬輸入層和讀出層的實驗實現 152
8 3 1 實驗設置 153
8 3 2 結果 158
8 3 3 討論 163
8 4 在線訓練 163
8 4 1 隨機梯度下降算法 164
8 4 2 實驗設置 166
8 4 3 結果 167
8 5 輸出反饋 171
8 5 1 實驗設置 172
8 5 2 結果 174
8 6 結論 188
原著參考文獻 189
展望 190

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