[发明专利]尖峰神经装置及组合最优化问题计算装置

说明书

本发明提供一种能够高效地构建尖峰神经的模拟的尖峰神经装置。尖峰神经装置使用相干伊辛机，所述相干伊辛机具备：谐振器部，用于放大多个光脉冲；测定部，测定该多个光脉冲的相位和振幅并得到测定结果；以及反馈构成，基于该测定结果使用伊辛模型的耦合系数对与某光脉冲相关的相互作用进行运算并反馈，所述尖峰神经装置的特征在于，所述反馈构成对所述多个光脉冲中的规定的两个光脉冲反馈输入由彼此符号相反的两个耦合系数决定的相关关系，通过由所述测定部最终得到的两个光脉冲的值中的一方的值来模拟尖峰神经的状态。

技术领域

本发明涉及模拟尖峰神经的尖峰神经装置，具体而言，涉及使用了OPO(OpticalParametric Oscillator：光参量振荡器)的尖峰神经装置。

背景技术

通过尖峰神经构成神经网络的模型被称为尖峰神经网络，是为了使神经网络更接近生物学的脑的活动，重视动作电位(尖峰)而制成的人工的神经网络模型。

在尖峰神经网络中，将尖峰发生的时刻(timing)考虑为信息，处理的参数变多，因此被称为与深度学习相比所处理的问题的范围更广的下一代技术。

此外，一般将神经网络的处理构建于依次处理的诺依曼型计算机的情况下处理效率降低，而且在尖峰神经网络的情况下甚至需要模仿动作电位(action potential)因此处理效率进一步降低。因此，在模拟神经网络时大多由专用处理器来构建(implement)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/156126号小册子

非专利文献

非专利文献1：稻垣卓弘,针原佳贵,等,“用于2000节点优化问题的相干伊辛机”，《科学》354,603--606(2016)(T.Inagaki,Y.Haribara,etal,“A coherent ising machinefor 2000-node optimization problems,”Science 354,603--606(2016))

发明内容

发明所要解决的问题

然而，由半导体制成的专用处理器进行电信号处理，因此在构建有尖峰神经的情况下存在处理时间变长的问题。

此外，已知：对于生物体的神经而言，关于尖峰发生时的动作，大致分为两种类型。在由半导体制成的专用处理器中，还存在难以自由地控制该尖峰的类型的问题。

本发明是鉴于该以往的问题而完成的发明，本发明的目的在于提供一种能够高效地构建尖峰神经(spiking neuron)的模拟(simulation)的尖峰神经装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述的技术问题，一个实施方式所记载的尖峰神经装置使用相干伊辛机，所述相干伊辛机具备：谐振器部，用于放大多个光脉冲(optical pulses)；测定部，测定该多个光脉冲的相位和振幅并得到测定结果；以及反馈构成，基于该测定结果使用伊辛模型的耦合系数对与光脉冲相关的相互作用进行运算并反馈，所述尖峰神经装置的特征在于，所述反馈构成对所述多个光脉冲中的规定的两个光脉冲反馈输入由彼此符号相反的两个耦合系数决定的相关关系，通过由所述测定部最终得到的两个光脉冲的值来模拟尖峰神经的状态。

附图说明

图1是表示相干伊辛机的基本构成的图。

图2是对尖峰神经的构建进行说明的图。

图3是表示在外部磁场变动的情况下，与将耦合系数固定为规定的值时的泵浦光强度相对的尖峰神经的类型及其发放/非发放的状态的图。

图4是对调整泵浦光强度的构成进行说明的图。