Interface hybride optomécanique et photonique pour l'informatique // Hybrid optomechanical and photonic interface for computing

Le cerveau contient une diversité de types de neurones, et cette diversité connectée contribue à la réponse collective et à la capacité de calcul du cerveau. En particulier, le couplage de différents neurones peut conduire à de nouvelles réponses dynamiques et permettre de répondre à une question importante dans le domaine des neurosciences, à savoir comment les différences dans la dynamique des neurones affectent la dynamique du réseau.
Nous visons ici à étudier le neurone optomécanique en tant qu'interface photonique pour la génération de pointes optiques à la demande à 780 nm. Cela permettra d'envisager une nouvelle plateforme hybride photonique-optomécanique pour l'informatique neuromorphique intégrée en interface avec les neurones photoniques ultrarapides.
Outre le défi technologique que représente la connexion de deux plateformes distinctes, la mise en cascade hybride sera la première démonstration de la combinaison de neurones artificiels intégrés reposant sur des mécanismes dynamiques différents. Cette architecture innovante peut également trouver un avantage certain en permettant de combiner les sorties de plusieurs neurones optomécaniques au neurone tout optique, afin de bénéficier de la plus grande largeur de bande de traitement de ce dernier et du fait que le neurone tout optique est très compatible avec une large gamme de longueurs d'onde d'entrée. Cela s'avère intéressant dans un schéma multiplexé en longueur d'onde où chaque neurone optomécanique est codé sur différentes longueurs d'onde et traité par le neurone tout optique.
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Here we target to investigate the optomechanical neuron as a photonic interface for on-demand optical spike generation at 780 nm. This will allow to envision a novel hybrid photonic-optomechanic platform for integrated neuromorphic computing to interface with the ultrafast photonic neurons.

Besides the technological challenge to connect two distinct platforms, hybrid cascading will be the first demonstration of combining integrated artificial neurons relying on different dynamical mechanisms. Such innovative architecture can also find a distinct advantage by allowing to combine the outputs from several optomechanical neurons to the all-optical neuron, to benefit from the larger processing bandwidth of the latter and from the fact that the all-optical neuron is very compliant to a broad range of input wavelengths. This proves interesting in a wavelength multiplexed scheme where each optomechanical neuron is encoded on different wavelengths and processed by the all-optical neuron.
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Début de la thèse : 01/10/2025
WEB : https://toniq.c2n.universite-paris-saclay.fr/fr/activites/optomecanique/dynnl/

Other public funding

ANR

Université Paris Cité

564 Physique en Ile de France

The research activity will include: - Modelling of the devices (multiphysics simulations – optics, mechanics - using commercially available software and dynamical simulations (python/matlab) - Design and fabrication of the devices in in-house clean room. - Experimental characterizations of the devices (Microwave and optical measurements)
The research activity will include: - Modelling of the devices (multiphysics simulations – optics, mechanics - using commercially available software and dynamical simulations (python/matlab) - Design and fabrication of the devices in in-house clean room. - Experimental characterizations of the devices (Microwave and optical measurements)