Sheler MAKTOOBI : "Couplage diffractif pour réseaux de neurones optiques"

Travaux de thèse de Sheler MAKTOOBI : "Couplage diffractif pour réseaux de neurones optiques"

Bien que la soutenance soit publique, les mesures sanitaires actuellement en vigueur limitent le nombre de personnes autorisées dans l'amphithéâtre. Seules les personnes invitées pourront assister à la soutenance en présentielle.

Résumé : Les réseaux photoniques à haute performance peuvent être considérés comme des supports pour les futurs systèmes de calcul. Contrairement à l'électronique, les systèmes photoniques offrent des avantages intéressants, par exemple la possibilité de réaliser des réseaux complètement parallèles. Récemment, les réseaux de neurones ont attiré l'attention de la communauté photonique. L'une des difficultés les plus importantes, en matière de réseaux photoniques parallèles à grande échelle, est la réalisation des connexions. La diffraction est exploitée ici comme méthode pour traiter les connexions entre les nœuds (couplage) dans les réseaux de neurones optiques. Dans cette thèse, nous étudions l'extensibilité d'un couplage diffractif en détails de la façon suivante :

Tout d'abord, nous commençons par une introduction générale à propos de l'intelligence artificielle, de l'apprentissage machine, des réseaux de neurones artificiels et des réseaux de neurones photoniques. Lors de la conception d'un réseau neuronal fonctionnel, les règles de l'apprentissage machine sont des éléments essentiels pour optimiser une configuration et ainsi obtenir une faible erreur du système, donc les règles de l'apprentissage sont introduites (chapitre 1). Nous étudions les concepts fondamentaux du couplage diffractif dans notre réservoir spatio-temporel. Dans ce cas, la théorie de la diffraction est expliquée. Nous utilisons un schéma analytique pour fournir les limites en termes de taille des réseaux diffractifs, qui font partie intégrante de notre réseau neuronal photonique (chapitre 2). Les concepts du couplage diffractif sont étudiés expérimentalement dans deux expériences différentes afin de confirmer les limites obtenues analytiquement, et pour déterminer le nombre maximum de nœuds pouvant être couplés dans le réseau photonique (Chapitre 3). Les simulations numériques d'une telle expérience sont basées sur deux schémas différents pour calculer numériquement la taille maximale du réseau, qui approche une surface de 100 mm2 (chapitre 4). Enfin, l'ensemble du réseau neuronal photonique est démontré. Nous concevons un réservoir spatialement étendu sur 900 nœuds. En conséquence, notre système généralise la prédiction pour la séquence chaotique de Mackey-Glass (chapitre 5).

Composition du jury : 

Daniel BRUNNER, Chargé de recherche, Université Bourgogne - Franche-Comté, Directeur de thèse

Sylvain BARBAY, Directeur de recherche, Université Paris-Saclay, Palaiseau, Rapporteur

Miguel ALONSO, Professeur, Université Rochester, Rochester (USA)/ Université Aix-Marseille, Marseille (France), Rapporteur

Damien RONTANI, Maître de conférences, Ecole Supérieure d’Electricité, Metz, Examinateur

Maxime JACQUOT, Professeur, Université Bourgogne - Franche-Comté, Co Directeur de thèse

Luc FROEHLY, Chargé de recherche, Université Bourgogne - Franche-Comté, Co Directeur de thèse

Localisation : Amphithéâtre JJ Gagnepain, Bâtiment TEMIS, Institut FEMTO-ST, 15B, Avenue des Montboucons, 25000 Besançon