Conception par intelligence artificielle hybride d'ALU plasmonique – DALHAI

DALHAI vise à développer des Unités Logiques et Arithmétiques (ALU) tout-optique compactes à partir de modes plasmon confinés dans des cavités planaires découpées dans des cristaux ultrafins d'or ou d'argent. La maximisation des signaux de sortie, la définition du protocole de reconfiguration des fonctions logiques et la généralisation de ce concept aux ALU complexes sont des défis non triviaux.
- - -
DALHAI met en place une stratégie à 4 niveaux qui repose, en premier, sur les considérations de symétrie de modes qui ont permis la démonstration numérique puis expérimentale des portes logiques simples en double hexagone (DH) d'or cristallin. Deuxièmement, une optimisation évolutionniste sera utilisée pour explorer l'espace des paramètres (géométrie de la structure, polarisation d'excitation,…). Pour ne pas rester limité par l'intuition des structures initiales, DALHAI développera, en troisième niveau, des outils d'intelligence artificielle hybride (HAI). Enfin, une fois entrainée, la HAI proposera des géométries d'ALU et des protocoles d'excitation pour résoudre la rétro-ingénierie d'ALU complexes reconfigurables pour une fonction Boolénne donnée. La fabrication, les simulations et les tests optiques des ALU plasmoniques seront réalisées au CEMES (CNRS, Toulouse) et à l'ICB (CNRS, Dijon). Le CIAD (Univ. Bourgogne, Dijon) développera la HAI en étroite collaboration avec tous les partenaires.
- - -
DALHAI est organisé en quatre "work packages". WP1 est consacré à la conduite du projet, à la diffusion des résultats et aux actions de transfert technologique. WP2 est l'ossature nano-optique du projet dans lequel la conception, la nanofabrication, les tests optiques, l'adressage électro-plasmonique et les simulations GDM des ALU plasmoniques de 1ère (dérivés du DH) et 2ème (contour modifié, insertion d'un trou,...) générations seront réalisés. WP3 assurera le développement des outils AI connexionnistes et symboliques puis leur intégration dans une AI hybride grâce à des interactions continues avec les développements numériques et expérimentaux des ALU plasmoniques modales optimisées (optimisation évolutionniste, 3ème génération). Dans WP4, la HAI sera déployée pour proposer des structures et protocoles d'opération d'ALU complexes (4ème génération) qui seront testées numériquement et expérimentalement. Les performances de la HAI seront évaluées et un cahier des charges de l'interfaçage direct de la HAI avec les composants optiques (excitation et détection) et les codes GDM.
- - -
DALHAI vise deux ensembles de percées scientifiques qui feront l'objet d'actions de diffusion et de transfert technologique. (1) La réalisation des portes logiques plasmoniques modales et leur généralisation aux ALU constituent une approche holistique sans précédent que DALHAI cherche à établir comme un paradigme radicalement nouveau et pertinent en TIC. DALHAI diffusera ces résultats à la croisée des communautés nano-optique, AI et TIC dans des journaux à fort impact, des conférences reconnues, dans les réseaux nationaux et européens. (2) DALHAI appliquera la HAI à la conception d'ALU pour en augmenter la complexité booléenne, le nombre d'entrées/sorties et la reconfigurabilité au-delà des solutions intuitives. DALHAI a l'ambition de contribuer à l'innovation par la synergie de deux domaines et d'établir une activité pionnière nationale et européenne en intelligence artificielle hybride pour la nano-plasmonique. DALHAI devrait atteindre un niveau TRL7 en développement logiciel. La partie "machine learning" sera accessible pour des tests mais le cœur innovant de la HAI appliquée à la nano-plasmonique sera l'objet de déclaration d'invention. Un plan de valorisation au-delà du projet sera établi avec la SATT Sayens. Tout au long du projet, un Wiki et un site web public seront mis à jour pour du partage de données et comme outil éducatif et promotionnel envers le grand public.