Pruning and optimization of optical neural network as a binary optical trigger
Notice bibliographique
Résumé
Optical neural networks implemented with Mach-Zehnder Interferometer (MZI) arrays are a promising solution to enable fast and energy-efficient machine learning inference, yet finding a practical application has proven challenging due to sensitivity to thermal noise and loss. To leverage the distinct advantages of integrated optical processors while avoiding its shortcomings given the current state of optical computing, we propose the binary optical trigger as a promising field of application. Implementable as small-scale application-specific circuitry on edge devices, the binary trigger runs binary classification tasks and output binary signals to decide if a subsequent energy intensive system should activate. Motivated by the limited task complexity, constrained area and power budgets of binary triggers, we perform 1) systematic, application-specific hardware pruning by physically removing specific MZIs, and 2) application-specific optimizations in the form of false negative reduction and weight quantization, as well as 3) sensitivity studies capturing the effect of imperfections in real optical components. The result is a customized MZI-mesh topology, MiniBokun Mesh, whose structure provides adequate performance and robustness for a targeted task complexity. We demonstrate in simulation that the pruning methodology achieves at least 50% less MZI usage compared to Clements and Reck meshes with the same input size, translating to at least between 4.6% and 24.2% savings in power consumption and a 40% reduction in physical circuitry footprint compared to other proposed unitary MZI topologies, sacrificing only 1%–2% drop in inference accuracy.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».