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Enregistrement W4406128355 · doi:10.3389/aot.2024.1501208

Pruning and optimization of optical neural network as a binary optical trigger

2025· article· en· W4406128355 sur OpenAlexfundno aff
Bokun Zhao, Xuening Dong, Hassan Rahbardar Mojaver, Brett H. Meyer, Odile Liboiron-Ladouceur

Notice bibliographique

RevueAdvanced Optical Technologies · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueNeural Networks and Reservoir Computing
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésBinary numberArtificial neural networkComputer sciencePruningArtificial intelligenceMathematicsBiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,005

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,009
Tête enseignante GPT0,257
Écart entre enseignants0,248 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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