Implementation of Ultra Micro Boltzmann Machine Neuron
超微型玻尔兹曼机神经元的实现
基本信息
- 批准号:09650375
- 负责人:
- 金额:$ 2.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:1997
- 资助国家:日本
- 起止时间:1997 至 1998
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
We have investigated ways of using a single-electron-tunneling (SET) circuit to solve problems in neural networks, and have obtained the following results :1) A simple circuit for a Boltzmann machine neuron : The circuit for the Boltzmann machine neuron that has a stochastic response is usually complicated. We found, however, that by using a single-electron-tunneling circuit, we can construct a compact neuron circuit in which the Coulomb blockade condition is adjusted appropriately, It can produce an output of a random 1-0 bit stream with the probability for an output of 1 controlled by an input signal. A network consisting of more than two neurons can be constructed. So called 'annealing' operation of the network is available by controlling the bias voltage.2) A way to eliminate the local-minimum problem : If we utilize the cotunneling phenomenon found in single-electron circuits, we can obtain a neural network without the local-minimum problem. In this network, two or more threshold elements can change their outputs simultaneously in a coherent combination. Therefore a state transition with a large Hamming distance can occur and the local-minimum difficulty can disappear. As a result, the global-minimum energy state can always be achieved. Use of this property makes possible the development of novel computation devices that solve combinatorial problems without hindrance from the local-minimum difficulty.
我们研究了利用单电子隧穿(SET)电路解决神经网络问题的方法,并得到了以下结果:1)玻尔兹曼机器神经元的简单电路:具有随机响应的玻尔兹曼机器神经元的电路通常是复杂的。然而,我们发现,通过使用单电子隧穿电路,我们可以构建一个紧凑的神经元电路,其中库仑阻塞条件进行适当的调整,它可以产生一个随机的1-0比特流的输出与概率为1的输出由输入信号控制。可以构造由两个以上神经元组成的网络。通过控制偏置电压,可以实现网络的退火操作。2)消除局部最小值问题的方法:利用单电子电路中的共隧穿现象,可以得到不存在局部最小值问题的神经网络。在该网络中,两个或多个阈值元件可以在相干组合中同时改变它们的输出。因此,可以发生具有大汉明距离的状态转移,并且局部最小困难可以消失。因此,总是可以实现全局最小能量状态。利用这一特性,可以开发新的计算设备,解决组合问题,而不受局部最小困难的阻碍。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Akazawa M.: "Quantum Hopfield Network Using Single-Electron Circuits" Extended Abstracts of the 1997 International Conference on Solid State Devices and Materials (Hamamatsu, September 16-19,1997). 306-307 (1997)
Akazawa M.:“使用单电子电路的量子 Hopfield 网络”1997 年国际固态器件和材料会议的扩展摘要(滨松,1997 年 9 月 16-19 日)。
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- 发表时间:
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- 通讯作者:
Akazawa, M., and Amemiya Y.: "Boltzmann machine neuron circuit using single-electron tunneling" Appl.Phys.Lett.70 (5). 670-672 (1997)
Akazawa, M. 和 Amemiya Y.:“使用单电子隧道的玻尔兹曼机神经元电路”Appl.Phys.Lett.70 (5)。
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- 作者:
- 通讯作者:
Akazawa,M.: "“Quantum Hopfield Network Using Single-Electron Circuits-A Novel Hopfield Network Free from the Local -Minimum Difficulty"" accepted for publication in Analog Integrated Circuits and Signal Processing,1999.(1999)
Akazawa, M.:““Quantum Hopfield Network using Single-Electron Circuits-A Novel Hopfield Network Free from the Local -Minimum Difficulty””接受发表于《模拟集成电路和信号处理》,1999 年。(1999)
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- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Akazawa, M.: ""Annealing method for operating quantum-cellular-automaton systems"" J.Appl.Phys.82(10). 5176-5184 (1997)
Akazawa, M.:“用于操作量子细胞自动机系统的退火方法”J.Appl.Phys.82(10)。
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- 作者:
- 通讯作者:
Akazawa, M.: ""Boltzmann machine neuron circuit using single-electron tunneling"" Appl.Phys.Lett. 70(5). 670-672 (1997)
Akazawa, M.:“使用单电子隧道效应的玻尔兹曼机神经元电路”Appl.Phys.Lett。
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