公开(公告)号：AU2021240435A1

公开(公告)日：2022-09-01

申请号：AU2021240435

申请日：2021-02-15

Applicant: IBM

Inventor： ABEL STEFAN ,  OFFREIN BERT JAN ,  LA PORTA ANTONIO ,  STARK PASCAL

IPC: G11C11/54

Abstract: An optical synapse comprises a memristive device for non-volatile storage of a synaptic weight dependent on resistance of the device, and an optical modulator for volatile modulation of optical transmission in a waveguide. The memristive device and optical modulator are connected in control circuitry which is operable, in a write mode, to supply a programming signal to the memristive device to program the synaptic weight and, in a read mode, to supply an electrical signal, dependent on the synaptic weight, to the optical modulator whereby the optical transmission is controlled in a volatile manner in dependence on programmed synaptic weight.

公开(公告)号：DE112018004477B4

公开(公告)日：2022-01-13

申请号：DE112018004477

申请日：2018-10-23

Applicant: IBM

Inventor： CAËR CHARLES ,  CZOMOMAZ LUKAS ,  ABEL STEFAN ,  OFFREIN BERT JAN

IPC: H01S5/00

Abstract: Elektro-optische Einheit (10) mit lateraler Strominjektion, die aufweist:einen aktiven Bereich (105, 105a, 105b), der einen Stapel von III-V-Halbleiter-Verstärkungsmaterialien aufweist, die entlang einer Stapelrichtung z gestapelt sind, wobei der aktive Bereich (105, 105a, 105b) als eine Platte (105, 105a, 105b) mit zwei Paaren von gegenüberliegenden lateralen Oberflächenbereichen ausgebildet ist, die sich jeweils parallel zu der Stapelrichtung z erstrecken, wobei es sich bei der Platte (105, 105a, 105b) um einen Formfaktor handelt, so dass dadurch eine Länge (L) der Platte (105, 105a, 105b) größer als eine Breite (W) derselben ist, wobei die Breite, die Länge und die Stapelrichtung z senkrecht zueinander sind; undzwei paarige Elemente (102, 104; 111, 112),wobei die zwei paarigen Elemente (102, 104; 111, 112) ein Paar von dotierten Schichten aus III-V-Halbleitermaterialien aufweisen, das eine n-dotierte Schicht und eine p-dotierte Schicht umfasst, wobei die p-dotierte Schicht und die n-dotierte Schicht auf jeweiligen Seiten der Platte (105, 105a, 105b) angrenzend an die gegenüberliegenden lateralen Oberflächenbereiche des einen der zwei Paare von lateralen Oberflächenbereichen angeordnet sind, wobei eine maximale Länge (L') von jeder von der p-dotierten Schicht und der n-dotierten Schicht geringer als eine Länge (L) der gegenüberliegenden lateralen Oberflächenbereiche des einen der zwei Paare ist, wobei jede von der p-dotierten Schicht und der n-dotierten Schicht auf einem oberen Oberflächenbereich (TS) derselben eine Aussparung (104r, 102r) aufweist, die sich lateral entlang der Platte (105, 105a, 105b) und parallel zu deren Länge (L) erstreckt, so dass der aktive Bereich (105, 105a, 105b) und das angrenzende Paar von dotierten Schichten eine Rippen-Wellenleiter-Konfiguration aufweisen; undwobei die zwei paarigen Elemente (102, 104; 111, 112) ein Paar von lateralen Wellenleiterinnenteilen (111, 112) aufweisen,wobei die lateralen Wellenleiterinnenteile (111, 112) lateral stoßend an die gegenüberliegenden lateralen Oberflächenbereiche des anderen der zwei Paare von Oberflächenbereichen angefügt sind, wobei die zwei paarigen Elemente (102, 104; 111, 112) lateral in Zweiergruppen auf gegenüberliegenden Seiten der Platte (105, 105a, 105b) angeordnet sind, die zwei paarigen Elemente (102, 104; 111, 112) einzeln an jeweilige Elemente der lateralen Oberflächenbereiche der Platte (105, 105a, 105b) derart angrenzen, dass die zwei paarigen Elemente (102, 104; 111, 112) durch die Platte (105, 105a, 105b) voneinander getrennt sind.

公开(公告)号：DE112021000280T5

公开(公告)日：2022-10-13

申请号：DE112021000280

申请日：2021-02-15

Applicant: IBM

Inventor： ABEL STEFAN ,  OFFREIN BERT JAN ,  LA PORTA ANTONIO ,  STARK PASCAL

IPC: G06N3/067

Abstract: Eine optische Synapse weist eine memristive Einheit für eine nichtflüchtige Speicherung einer synaptischen Gewichtung, die von einem Widerstand der Einheit abhängig ist, und einen optischen Modulator zur flüchtigen Modulation einer optischen Übertragung in einem Wellenleiter auf. Die memristive Einheit und der optische Modulator sind in einer Steuerschaltung verbunden, die in der Lage ist, in einem Schreibmodus ein Programmierungssignal zum Programmieren der synaptischen Gewichtung an die memristive Einheit zu liefern und in einem Lesemodus ein elektrisches Signal, das von der synaptischen Gewichtung abhängig ist, an den optischen Modulator zu liefern, wodurch die optische Übertragung in Abhängigkeit von der programmierten synaptischen Gewichtung flüchtig gesteuert wird.

公开(公告)号：DE112019004944B4

公开(公告)日：2022-07-07

申请号：DE112019004944

申请日：2019-11-28

Applicant: IBM

Inventor： FOMPEYRINE JEAN ,  ABEL STEFAN

IPC: H04L27/00 ,  G06N3/02 ,  G06N3/063 ,  G06N3/067 ,  G06N3/08 ,  H03M13/37 ,  H04B10/00

Abstract: Verfahren zum Demodulieren eines modulierten Signals, wobei das Verfahren aufweist:Empfangen eines modulierten Signals, wobei das modulierte Signal ein Signal ist, das gemäß einer Modulationsfunktion moduliert wird, die schneller variiert als das Signal, wobei die Modulationsfunktion eine Funktion des Signals ist; undDemodulieren des empfangenen modulierten Signals mit einem künstlichen neuronalen Netzwerksystem (KNN-System), wobei das KNN-System trainiert ist, um Bitwerte aus durch die Modulationsfunktion erzeugten Signalmustern zu erkennen, indem Bitwerte aus Mustern des empfangenen modulierten Signals erkannt werden,wobei das Signal vor seiner Modulation einen n-ären Code codiert, wobei n größer oder gleich zwei ist, und das modulierte Signal nach seiner Modulation einen m-ären Code codiert, wobei m grundsätzlich größer als n ist,wobei das Verfahren vor dem Empfangen des modulierten Signals weiterhin aufweist:Modulieren des Signals gemäß der Modulationsfunktion, um das modulierte Signal zu erhalten; undÜbertragen des erhaltenen modulierten Signals, damit dieses vom KNN-System empfangen und anschließend demoduliert wird,wobei das modulierte Signal beim Übertragen optisch übertragen wird,wobei das empfangene modulierte Signal ein optisches Signal und das KNN-System Teil eines photonischen Datenverarbeitungssystems ist, das als Reservoir-Datenverarbeitungssystem konfiguriert ist, undwobei das Verfahren weiterhin ein Einkoppeln des empfangenen modulierten Signals in das KNN-System aufweist, damit das KNN-System das eingekoppelte Signal demoduliert, indem es Bitwerte aus Mustern des eingekoppelten Signals erkennt.

公开(公告)号：GB2525427A

公开(公告)日：2015-10-28

申请号：GB201407260

申请日：2014-04-24

Applicant: IBM

Inventor： ABEL STEFAN ,  MARCHIORI CHIARA

IPC: G02F1/035

Abstract: The present invention relates to a waveguide structure (1) comprising: a core (2) comprising a layer of electro-optic dielectric material such as barium titanate (3), a layer of semiconductor material (4) provided below the electro-optic material (3) and a layer of semiconductor material (5) provided above the electro-optic material (3), and electrodes (6, 6, 5 7, 8), that are configurable for voltage application, wherein: the electro-optic dielectric material (3) has a Pockels tensor containing at least one non-vanishing element rij where i≠j, and the electrodes (6, 6, 7, 8) comprise respective sets of electrodes (6, 6, 7, 8) comprising a set of electrodes (6, 6) that are provided substantially in direct contact with the electro-optic dielectric material (3), and a further set of electrodes (7, 8) comprising an electrode (7) provided substantially in direct contact with the semiconductor material (4) below the electro-optic material (3) and an electrode (8) provided substantially in direct contact with the semiconductor material (5) above the electro-optic material (3), wherein the respective sets of electrodes (6, 6, 7, 8) are configurable to apply in the electro-optic material (3), when the waveguide structure (1) is in use, a substantially horizontal electrical field (11) and a substantially vertical electrical field (12) that are orientated substantially perpendicular relative to each other.

公开(公告)号：DE112018004477T5

公开(公告)日：2020-06-18

申请号：DE112018004477

申请日：2018-10-23

Applicant: IBM

Inventor： CAËR CHARLES ,  CZOMOMAZ LUKAS ,  ABEL STEFAN ,  OFFREIN BERT JAN

IPC: H01S5/00

Abstract: Ausführungsformen der Offenbarung zielen auf eine elektro-optische Einheit mit lateraler Strominjektion ab. Die Einheit weist einen aktiven Bereich mit einem Stapel aus III-V-Halbleiter-Verstärkungsmaterialien auf, die entlang einer Stapelrichtung z gestapelt sind. Der aktive Bereich kann als eine Platte mit mehreren lateralen Oberflächenbereichen ausgebildet sein, die sich jeweils parallel zu der Stapelrichtung z erstrecken. Die Einheit weist ferner zwei paarige Elemente auf, die umfassen: ein Paar von dotierten Schichten aus III-V-Halbleitermaterialien (eine n-dotierte Schicht und eine p-dotierte Schicht); und ein Paar von lateralen Wellenleiterinnenteilen. Die zwei paarigen Elemente können lateral in Zweiergruppen auf gegenüberliegenden Seiten der Platte angeordnet sein. Die Elemente grenzen einzeln an jeweilige der lateralen Oberflächenbereiche der Platte an, so dass diese Elemente durch die Platte voneinander getrennt sind. Die Offenbarung kann des Weiteren auf zugehörige photonische Silicium-Einheiten sowie Herstellungsverfahren abzielen.

公开(公告)号：DE112020001369T5

公开(公告)日：2021-12-09

申请号：DE112020001369

申请日：2020-02-27

Applicant: IBM

Inventor： PANTAZI ANGELIKI ,  WOZNIAK STANISLAW ,  ABEL STEFAN ,  FOMPEYRINE JEAN

IPC: G06N3/06

Abstract: Ausführungsformen der Erfindung sind auf das Übertragen von Signalen zwischen Neuronen eines mittels Hardware realisierten gepulsten neuronalen Netzes (bzw. SNN) gerichtet. Das Netz weist neuronale Verbindungen auf, die jeweils eine synaptische Einheit aufweisen, die ein präsynaptisches Neuron mit einem postsynaptischen Neuron verbindet. Vom präsynaptischen Neuron jeder neuronalen Verbindung werden zunächst auf der Grundlage eines in jeder synaptischen Einheit gespeicherten synaptischen Gewichts frequenzmoduliert, um postsynaptische Impulse zu erzeugen, sodass eine erste Anzahl vom präsynaptischen Neuron empfangener Impulse eine zweite Anzahl postsynaptischer Impulse umgesetzt wird. Mindestens einige der vom präsynaptischen Neuron empfangenen Impulse können jeweils in eine Folge aus zwei oder mehr postsynaptischen Impulsen umgesetzt werden. Die erzeugten postsynaptischen Impulse werden anschließend zum postsynaptischen Neuron jeder neuronalen Verbindung übertragen. Der neuartige Einsatz macht es möglich, beim Synapsenausgang einen höheren Dynamikbereich zu erhalten.

公开(公告)号：DE112019004944T5

公开(公告)日：2021-07-08

申请号：DE112019004944

申请日：2019-11-28

Applicant: IBM

Inventor： FOMPEYRINE JEAN ,  ABEL STEFAN

IPC: H04L27/00 ,  G06N3/02

Abstract: Demodulieren eines modulierten Signals. Ein Verfahren kann ein Empfangen eines modulierten Signals umfassen, wobei das modulierte Signal ein Signal ist, das gemäß einer Modulationsfunktion moduliert wird, die schneller variiert als das Signal. Die Modulationsfunktion ist eine Funktion des Signals. Das empfangene modulierte Signal wird mit einem künstlichen neuronalen Netzwerksystem oder KNN-System moduliert, das trainiert ist, Bitwerte aus durch die Modulationsfunktion erzeugten Signalmustern zu erkennen, indem Bitwerte aus Mustern des empfangenen modulierten Signals erkannt werden. Verwandte Modulations- und Demodulationssysteme werden offenbart.

公开(公告)号：GB2517697A

公开(公告)日：2015-03-04

申请号：GB201315208

申请日：2013-08-27

Applicant: IBM

Inventor： ABEL STEFAN ,  CZORNOMAZ LUKAS ,  KAZZI MARIO EL ,  FOMPEYRINE JEAN

IPC: H01L21/02

Abstract: A semiconductor structure 1 comprises a substrate 2 comprising a first crystalline semiconductor material, a dielectric layer 3 is positioned above the substrate 2 and defines an opening 4, a second crystalline semiconductor material 9 can then at least partially fill the opening 4. A crystalline interlayer 8 is formed between the substrate 2 and the second crystalline semiconductor material 9. The first crystalline semiconductor material and the second crystalline semiconductor material 9 are lattice mismatched, and the crystalline interlayer 8 comprises an oxygen compound. The dielectric layer can partially cover the substrate and the dielectric trenches can be non crystalline. The second semiconductor material can be a crystalline semiconductor including the III-V, II-VI and the IV-IV family of semiconductor materials. The interlayer structure may comprise a diffusion barrier layer or comprise a multilayer structure. It can have metallic conductivity or comprise an insulating material. The second crystalline material can be grown on the interlayer by forming islands of the semiconductor material on the crystalline interlayer.