Stochastic photonic spiking neuron for Bayesian inference with unsupervised learning

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作者
Bowen Ma,Junfeng Zhang,Xing Li,Weiwen Zou
出处
期刊:Optics Letters [Optica Publishing Group]
卷期号:48 (6): 1411-1411 被引量:3
标识
DOI:10.1364/ol.484268
摘要

Stochasticity is an inherent feature of biological neural activities. We propose a noise-injection scheme to implement a GHz-rate stochastic photonic spiking neuron (S-PSN). The firing-probability encoding is experimentally demonstrated and exploited for Bayesian inference with unsupervised learning. In a breast diagnosis task, the stochastic photonic spiking neural network (S-PSNN) can not only achieve a classification accuracy of 96.6%, but can also evaluate the diagnosis uncertainty with prediction entropies. As a result, the misdiagnosis rate is reduced by 80% compared to that of a conventional deterministic photonic spiking neural network (D-PSNN) for the same task. The GHz-rate S-PSN endows the neuromorphic photonics with high-speed Bayesian inference for reliable information processing in error-critical scenarios.
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