🧪 Laboratórios Virtuais no Navegador (Simulação em Tempo Real)Virtual Browser Laboratories (Real-Time Simulation)
Ferramentas computacionais interativas de física de dispositivos e redes neurais ópticas executadas diretamente no browser: Interactive computational tools for device physics and optical neural networks executed directly in your browser:
Benchmark Energético (MAC/J & Latência)
A barreira de von Neumann, limites da escala de Dennard, neurônios biológicos, esparsidade temporal e mapeamento analógico para grandezas ópticas.The von Neumann memory wall, Dennard scaling limits, biological neurons, temporal sparsity, and analog mapping to optical physical variables.
Dinâmica Portadores vs Temperatura (FCD vs TOC)
Plataformas SOI, Si₃N₄, InP e LNOI. Efeitos termo-ópticos (TOC), absorção de dois fótons (TPA), dispersão de portadores livres (FCD/FCA) e materiais PCM (GST).SOI, Si₃N₄, InP, and LNOI platforms. Thermo-optic effect (TOC), two-photon absorption (TPA), free carrier dispersion (FCD/FCA), and PCM materials (GST).
Laser de Yamada & Self-Pulsing de Trento
Sistemas dinâmicos, equações de taxa de Yamada (Prucnal & Shastri), limiar de disparo e auto-pulsação regenerativa em microrressonadores (Pavesi 2026).Dynamical systems, Yamada laser rate equations (Prucnal & Shastri), thresholding, and regenerative self-pulsing in microrings (Pavesi 2026).
Malha Clements 4x4 & SVD MVM
Portas unitárias SU(2) via Mach-Zehnder, topologia balanceada de Clements vs Reck, decomposição SVD física e propagação óptica com neurophox.Unitary SU(2) gates via Mach-Zehnder, Clements vs Reck balanced meshes, physical SVD decomposition, and beam propagation with neurophox.
Banco WDM & Ponderação Bipolar
O paradigma Broadcast-and-Weight (Tait & Prucnal), bancos de microrressonadores para ponderação espectral contínua e fotodetecção balanceada.Broadcast-and-Weight paradigm (Tait & Prucnal), microring resonator banks for continuous spectral weighting, and balanced photodetection.
Equalizador Óptico & Diagrama de Olho
Redes recorrentes com pesos fixos, nós ópticos acoplados com atraso, treinamento analítico via regressão Ridge e equalização óptica a 100 Gbps.Recurrent networks with fixed weights, delay-coupled optical nodes, analytical training via Ridge regression, and optical channel equalization at 100 Gbps.
Curva STDP & Disparos LIF
Codificação temporal por pulsos, modelo óptico Leaky Integrate-and-Fire (LIF), plasticidade STDP em células PCM e processamento com zero consumo estático.Temporal spike-rate coding, optical Leaky Integrate-and-Fire (LIF), STDP plasticity in PCM cells, and event-driven computing with zero static power.
Ruído Térmico & Quantização de DAC
Retropropagação com injeção de ruído térmico de fase e quantização DAC, fluxo EPDA com gdsfactory/sax e síntese para o Consórcio Smart-PSoC.Backpropagation with phase noise injection and DAC quantization, EPDA flow with gdsfactory/sax, and circuit synthesis for Smart-PSoC MPW tape-outs.
📚 Matriz Curricular: 8 Módulos CanônicosCurriculum: 8 Canonical Modules
Do colapso da escala de Dennard e equações de taxa de lasers semicondutores às malhas de Clements, computação por reservatório e automação de layout EPDA para MPW: From the breakdown of Dennard scaling and laser rate equations to Clements meshes, reservoir computing, and EPDA layout automation for MPW:
Sobre o Curso e Articulação Científica About the Course & Scientific Alignment
Este curso avançado aborda o projeto, a modelagem física e a implementação computacional de redes neurais e processadores analógicos em circuitos integrados fotônicos. O programa conecta diretamente os fundamentos biofísicos de disparo e plasticidade sináptica às tecnologias abertas de simulação (PyTorch, neurophox e a suíte infoton-neuromorphic), preparando pesquisadores para tape-outs em fundições de silício (MPW) e pesquisa de ponta no âmbito do Consórcio Smart-PSoC.
This advanced course covers the design, physical modeling, and computational implementation of neural networks and analog processors on photonic integrated circuits. The curriculum directly links biophysical spiking fundamentals and synaptic plasticity with open simulation frameworks (PyTorch, neurophox, and infoton-neuromorphic), preparing researchers for silicon foundry MPW tape-outs and cutting-edge research within the Smart-PSoC Consortium.
Obras Centrais de Consulta:
- Prucnal, P. R., & Shastri, B. J. (2017): Neuromorphic Photonics, CRC Press / Taylor & Francis Group.
- Pavesi, L. (2026): When Microring Resonators Behave Like Neurons, Optics & Photonics News, Optica.
- PNC 2027: XIV Optoelectronics and Photonics Winter School on Physical Neuromorphic Computing, Monte Bondone / Università di Trento.