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Mit optoakustischen neuronalen Netzwerken zum nächsten Level der Künstlichen Intelligenz (KI). Dieses ambitionierte Ziel verbirgt sich hinter dem Forschungsvorhaben ›SOUND-PC‹, für das Prof. Birgit Stiller, Leiterin der Forschungsgruppen ›Quanten-Optoakustik‹ am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts (MPL) und W3 Professorin an der Leibniz Universität Hannover, den ERC Consolidator Grant eingeworben hat. Mit dem auf drei Millionen Euro dotierten Förderpreis will die Wissenschaftlerin alternative Rechenarchitekturen für neuromorphes Rechnen schaffen, um zukünftige Ansätze für maschinelles Lernen und KI zu verbessern.
Mit Licht und Schallwellen zu neue Rechenarchitekturen für KI
Künstliche Intelligenzen verarbeiten Daten, treffen Entscheidungen, erstellen Prognosen und haben sich in nahezu allen Bereichen unseres Lebens etabliert – sei es als textbasierte Dialogsysteme wie ChatGPT oder als Innovationstreiber an der Schnittstelle von Daten- und Lebenswissenschaften. Der Erfolg von KIs führt weltweit zu einem enormen Anstieg des Energiebedarfs für Rechenanlagen und Rechenzentren. Dem möchte Birgit Stiller mit ihrem Forschungsvorhaben ›SOUND-PC‹ mit alternativen Computerarchitekturen und neuen neuronalen Netzwerkstrukturen entgegenwirken. Das Team um die Physikerin nutzt dazu Licht-Schall-Interaktionen in optischen Fasern und photonischen Chips.
Optische neuronale Netze rechnen mit Licht und sind in der Lage, anspruchsvolle Rechenaufgaben parallel und mit enormer Geschwindigkeit zu bewerkstelligen. Birgit Stiller verbindet in ›SOUND-PC‹ die Potenziale der Photonik mit denen der Akustik und verfolgt damit einen völlig neuen wissenschaftlichen Ansatz. Sie wird optische neuronale Netze um flexible und rekonfigurierbare Bausteine erweitern und mit neuen Funktionalitäten ausstatten. Die Möglichkeit, dies in optischen Fasern oder photonischen Chips zu tun, ist von grundlegender Bedeutung: Beide Plattformen sind hoch entwickelt und im Falle der optischen Fasern allgegenwärtig. Mit dem Ausbau der Glasfasernetze für die Telekommunikation sind optische Fasern in vielen Ländern bereits in nahezu jeder Straße zu finden. Ein wissenschaftlicher Durchbruch im Bereich des photonischen maschinellen Rechnens wäre vom immensen Nutzen für intelligente Systeme, den die Photonik hat den Vorteil einer hohen Bandbreite, der Möglichkeit zu Parallelisieren und geringen optischen Verlusten. Darüber hinaus wird das Forscherteam auch in den Quantenbereich vorstoßen und verschiedene Strategien für neuronale Quantennetze umsetzen.
„Der ERC Consolidator Grant gibt mir und meinem Team mit seiner großzügigen Förderung die Möglichkeit, die Idee neuromorpher Architekturen mit Licht-Schall-Interaktionen zu verwirklichen“, so Birgit Stiller. „Die ERC-Projekte werden zudem von internationalen Gremien einer gründlichen Evaluation unterzogen, was meine Freude darüber, zu den glücklichen Empfängern eines dieser Grants zu gehören, umso größer macht.“
Über den ERC Consolidator Grant
Der European Research Council (ERC) ist eine Europäische Förderorganisation für herausragende Pionierforschung. 2007 rief die EU diese als Teil des Programms ›Horizon Europe‹ ins Leben. Der ERC bietet vier zentrale Förderprogramme an. Dazu gehört unter anderem der mit bis zu zwei Millionen Euro dotierte Consolidator Grant zuzüglich einer Million Extrafunding für größere Anschaffungen, der Wissenschaftler*innen in Europa bei ihrer innovativen Forschung unterstützen soll. Die Fördersumme wird in einem Zeitraum von fünf Jahren ausgezahlt.
Über Birgit Stiller
Birgit Stiller ist Leiterin der unabhängigen Max-Planck-Forschungsgruppe ›Quanten-Optoakustik‹ am MPL in Erlangen und W3 Professorin an der Leibniz Universität Hannover. Das aktuelle Ziel ihrer Gruppe ist es, Licht-Schall-Wechselwirkungen für Quantentechnologien und photonisches neuromorphes Computing zu nutzen.
Von 2015 bis 2019 arbeitete sie als Postdoctoral Research Fellow an der University of Sydney, Australien, an integrierten photonischen Schaltungen. Davor war sie Postdoktorandin im Bereich der Quantenkommunikation, insbesondere Quantenschlüsselverteilung und Quanten-Hacking. Ihren Doktortitel erwarb sie am CNRS-Institut FEMTO-ST in Besançon, Frankreich.
Birgit Stiller ist Henriette Herz Scout der Humboldt-Stiftung und gehört dem Vorstand des deutschen Exzellenzclusters PhoenixD an. Sie ist Fellow der Max Planck School of Photonics und des Elisabeth-Schiemann-Kollegs. Kürzlich wurde sie als Innovatorin im Bereich der Photonik unter die Photonics100 für 2025 gewählt.
Prof. Dr. Birgit Stiller
Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen
Forschungsgruppenleiterin ›Quanten-Optoakustik‹
http://www.mpl.mpg.de / birgit.stiller@mpl.mpg.de
Prof. Birgit Stiller, Forschungsgruppenleiterin ›Quanten-Optoakustik‹ am MPL.
Susanne Viezens
Criteria of this press release:
Journalists
Physics / astronomy
transregional, national
Contests / awards
German
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