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内田 淳史(ウチダ アツシ)
理工学研究科 数理電子情報部門 | 教授 |
工学部 情報工学科 |
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研究者情報
■ 学位■ 研究キーワード
- 複雑系フォトニクス
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- 非線形ダイナミクス
- ランダム
- ノイズ
■ 研究シーズ
■ 経歴
- 2015年04月 - 現在, 埼玉大学, 大学院理工学研究科 数理電子情報部門, 教授
- 2008年04月 - 2015年03月, 埼玉大学, 大学院理工学研究科 数理電子情報部門, 准教授
- 2005年04月 - 2008年03月, 拓殖大学, 工学部情報エレクトロニクス学科, 専任講師
- 2000年04月 - 2005年03月, 拓殖大学, 工学部電子工学科, 助手
- 2002年08月 - 2004年07月, アメリカ合衆国 メリーランド大学カレッジパーク校 客員研究員(日本学術振興会海外特別研究員)
- 2001年01月 - 2002年07月, ㈱国際電気通信基礎技術研究所(ATR), 適応コミュニケーション研究所, 客員研究員 (兼任)
- 1997年04月 - 2000年03月, 慶應義塾大学, 大学院理工学研究科, 電気工学専攻 博士課程 博士(工学)取得, 日本国
- 1995年04月 - 1997年03月, 慶應義塾大学, 大学院理工学研究科, 電気工学専攻 修士課程, 日本国
- 1991年04月 - 1995年03月, 慶應義塾大学, 理工学部, 電気工学科, 日本国
- 2023年11月 - 現在
- 2023年06月 - 現在
電子情報通信学会 NOLTAソサイエティ, 運営委員 - 2023年06月 - 現在
電子情報通信学会 複雑コミュニケーションサイエンス研究専門委員会, 副委員長 - 2021年11月 - 現在
- 2021年04月 - 現在
レーザー学会 自然に学ぶレーザーカオスと量子ダイナミクス専門委員会, 委員 - 2011年09月 - 現在
- 2022年11月 - 2023年09月
- 2022年10月 - 2023年09月
- 2018年05月 - 2023年05月
電子情報通信学会 複雑コミュニケーションサイエンス研究専門委員会, 委員 - 2021年11月 - 2022年07月
- 2018年04月 - 2021年03月
レーザー学会 レーザーのカオス・ノイズ・ダイナミクスとその応用専門委員会, 委員 - 2007年09月01日 - 2008年09月12日
Dynamics Days Asia-Pacific 5 (The 5th International Conference on Nonlinear Science), Organizing Committee, Dynamics Days Asia-Pacific 5 (The 5th International Conference on Nonlinear Science), 学協会 - 2007年09月01日 - 2008年09月12日
学協会 - 2008年04月01日 - 2008年09月10日
2008 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2008), Program Committee, 2008 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2008), 学協会 - 2008年04月01日 - 2008年09月10日
学協会 - 2008年07月01日
電子情報通信学会, 回路とシステム軽井沢ワークショップ 実行委員, 電子情報通信学会, 学協会 - 2008年07月01日
学協会 - 2007年09月01日 - 2008年04月30日
SPIE International Symposium on Photonic Europe, Semiconductor Lasers and Laser Dynamics, Program Committee, SPIE International Symposium on Photonic Europe, Semiconductor Lasers and Laser Dynamics, 学協会 - 2007年09月01日 - 2008年04月30日
学協会 - 2008年04月01日
電子情報通信学会, 非線形問題研究会第三種研究会 「ネットワークダイナミクス」 幹事補佐, 電子情報通信学会, 学協会 - 2008年04月01日
学協会
- 2024年01月, Best Student Paper Award, The 10th Korea-Japan Joint Workshop on Complex Communication Sciences (KJCCS2024)
岩見 龍吾 - 2023年12月, ベストレクチャー賞 (2023年), 埼玉大学工学部
内田 淳史 - 2023年05月, 論文発表奨励賞, レーザー学会学術講演会第43回年次大会
菅野 円隆 - 2022年05月, レーザー学会学術講演会第42回年次大会 論文発表奨励賞, レーザー学会
岩見 龍吾 - 2021年11月, Best Student Paper Award, International Symposium on Physics and Applications of Laser Dynamics 2021 (IS-PALD 2021)
工藤 翔大 - 2019年03月, 第45回(2018年秋季)応用物理学会講演奨励賞, 応用物理学会
菅野 円隆 - 2019年01月, Best Student Paper Award, Korea Multi Media Society (KMMS) and IEICE NOLTA Society
竹内 俊剛 - 2018年12月, ベストレクチャー賞 (2014年~2018年), 埼玉大学工学部
内田 淳史 - 2017年02月, 2016年度木村賞, 横断型基幹科学技術研究団体連合
成瀬 誠 - 2016年11月, 2016 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2016) Student Paper Award, 電子情報通信学会 NOLTAソサイエティ
佐々木 卓磨 - 2014年11月, 日本光学会年次学術講演会 第10回OPJベストプレゼンテーション賞, 応用物理学会・日本光学会
宇賀神 上総 - 2013年11月, 日本光学会年次学術講演会 第9回OPJベストプレゼンテーション賞, 応用物理学会・日本光学会
高橋 里枝 - 2010年, 光学論文賞 , (社)応用物理学会・日本光学会
内田 淳史 - 2006年, 第30回レーザー学会奨励賞, (社)レーザー学会
内田 淳史 - 2006年, 船井情報科学奨励賞, (財)船井情報科学振興財団
内田 淳史 - 2006年, 工業技術研究賞, (財)手島工業教育資金団
内田 淳史 - 2005年, 安藤博記念学術奨励賞, (財)安藤研究所
内田 淳史, 日本国 - 2002年, 丹羽記念賞, 東京電機大学
内田 淳史 - 2000年, 慶應義塾大学理工学部藤原賞, 慶應義塾大学
内田 淳史, 日本国 - 1999年, IEEE Lasers and Electro-Optics Society (LEOS) Graduate Student Fellowship Award, IEEE / LEOS
内田 淳史 - 1999年, Ericsson Young Scientist Award, Ericsson Inc.
内田 淳史
業績情報
■ 論文- Blending Optimal Control and Biologically Plausible Learning for Noise-Robust Physical Neural Networks
Satoshi Sunada; Tomoaki Niiyama; Kazutaka Kanno; Rin Nogami; André Röhm; Takato Awano; Atsushi Uchida
Physical Review Letters, 巻:134, 号:1, 2025年01月
The rapidly increasing computational demands for artificial intelligence (AI) have spurred the exploration of computing principles beyond conventional digital computers. Physical neural networks (PNNs) offer efficient neuromorphic information processing by harnessing the innate computational power of physical processes; however, training their weight parameters is computationally expensive. We propose a training approach for substantially reducing this training cost. Our training approach merges an optimal control method for continuous-time dynamical systems with a biologically plausible training method - direct feedback alignment. In addition to the reduction of training time, this approach achieves robust processing even under measurement errors and noise without requiring detailed system information. The effectiveness was numerically and experimentally verified in an optoelectronic delay system. Our approach significantly extends the range of physical systems practically usable as PNNs.
研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.017301
Scopus:https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85214375592&origin=inward
Scopus Citedby:https://www.scopus.com/inward/citedby.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85214375592&origin=inward
DOI ID:10.1103/PhysRevLett.134.017301, ISSN:0031-9007, eISSN:1079-7114, PubMed ID:39913739, SCOPUS ID:85214375592 - Prediction of intermittent chaos in a semiconductor laser with optical feedback using reservoir computing
S. Ohara; K. Kanno; A. Uchida; H. Kurokawa
Japanese Journal of Applied Physics, 巻:64, 開始ページ:012001-1, 終了ページ:012001-7, 2025年01月, [査読有り]
研究論文(学術雑誌) - Controlling nonlinearity and memory by feedback delay time in delay-based reservoir computing
K. Saito; K. Kanno; A. Uchida
Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, 巻:15, 号:4, 開始ページ:764, 終了ページ:783, 2024年10月, [査読有り], [最終著者]
研究論文(学術雑誌) - Attention-enhanced reservoir computing
Felix Köster; Kazutaka Kanno; Jun Ohkubo; Atsushi Uchida
Physical Review Applied, 巻:22, 号:1, 開始ページ:014039, 2024年07月, [査読有り]
American Physical Society (APS), 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/physrevapplied.22.014039
DOI ID:10.1103/physrevapplied.22.014039, eISSN:2331-7019 - Entropy analysis on chaos excited through destabilization of semiconductor lasers at period-one nonlinear dynamics for physical random number generation
C.-H. Tseng; R. Funabashi; K. Kanno; A. Uchida; C.-C. Wei; S.-K. Hwang
Optics Express, 巻:32, 号:13, 開始ページ:23097, 終了ページ:23114, 2024年06月, [査読有り]
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.523502
DOI ID:10.1364/OE.523502 - Experimental control of mode-competition dynamics in a chaotic multimode semiconductor laser for decision making
Ryugo Iwami; Takatomo Mihana; Kazutaka Kanno; Makoto Naruse; Atsushi Uchida
Optics Express, 巻:32, 号:10, 開始ページ:17274, 終了ページ:17274, 2024年04月
Photonic computing is widely used to accelerate the computational performance in machine learning. Photonic decision making is a promising approach utilizing photonic computing technologies to solve the multi-armed bandit problems based on reinforcement learning. Photonic decision making using chaotic mode-competition dynamics has been proposed. However, the experimental conditions for achieving a superior decision-making performance have not yet been established. Herein, we experimentally investigate mode-competition dynamics in a chaotic multimode semiconductor laser in the presence of optical feedback and injection. We control the chaotic mode-competition dynamics via optical injection and observe that positive wavelength detuning results in an efficient mode concentration to one of the longitudinal modes with a small optical injection power. We experimentally investigate two-dimensional bifurcation diagram of the total intensity of the laser dynamics. Complex mixed dynamics are observed in the presence of optical feedback and injection. We experimentally conduct decision making to solve the bandit problem using chaotic mode-competition dynamics. A fast mode-concentration property is observed at positive wavelength detunings, resulting in fast convergence of the correct decision rate. Our findings could be useful in accelerating the decision-making performance in adaptive optical networks using reinforcement learning.
Optica Publishing Group, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/oe.517257
DOI ID:10.1364/oe.517257, eISSN:1094-4087 - Experimental estimation of sample entropy in a semiconductor laser with optical feedback for random number generation
T. Okuma; K. Kanno; A. Uchida
Frontiers in Complex Systems, 巻:2, 号:1379464, 開始ページ:1, 終了ページ:10, 2024年04月 - Solving multi-armed bandit problems using a chaotic microresonator comb
J. Cuevas, R. Iwami, A. Uchida, K. Minoshima, and N. Kuse
APL Photonics, 巻:9, 号:3, 開始ページ:036112, 終了ページ:1-10, 2024年03月
The Multi-Armed Bandit (MAB) problem, foundational to reinforcement learning-based decision-making, addresses the challenge of maximizing rewards amid multiple uncertain choices. While algorithmic solutions are effective, their computational efficiency diminishes with increasing problem complexity. Photonic accelerators, leveraging temporal and spatial-temporal chaos, have emerged as promising alternatives. However, despite these advancements, current approaches either compromise computation speed or amplify system complexity. In this paper, we introduce a chaotic microresonator frequency comb (chaotic comb) to tackle the MAB problem, where each comb mode is assigned to a slot machine. Through a proof-of-concept experiment, we employ 44 comb modes to address an MAB with 44 slot machines, demonstrating performance competitive with both conventional software algorithms and other photonic methods. Furthermore, the scalability of decision making is explored with up to 512 slot machines using experimentally obtained temporal chaos in different time slots. Power-law scalability is achieved with an exponent of 0.96, outperforming conventional software-based algorithms. Moreover, we find that a numerically calculated chaotic comb accurately reproduces experimental results, paving the way for discussions on strategies to increase the number of slot machines.
AIP Publishing, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1063/5.0173287
DOI ID:10.1063/5.0173287, eISSN:2378-0967 - 光リザーバコンピューティングと光強化学習の進展
内田 淳史
フォトニクスニュース (解説論文), 巻:Vol. 9, 号:No. 3, 開始ページ:114, 終了ページ:119, 2024年 - Synchronization of two chaotic microresonator frequency combs
D. Moreno, S. Fujii, A. Nakashima, D. Lemcke, A. Uchida, P. Sanchis, and T. Tanabe
Optics Express, 巻:32, 号:2, 開始ページ:2460, 終了ページ:2472, 2024年01月, [査読有り] - Parallel photonic accelerator for decision making using optical spatiotemporal chaos
K. Morijiri, K. Takehana, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Optica, 巻:10, 号:3, 開始ページ:339, 終了ページ:339, 2023年03月
Photonic accelerators have attracted increasing attention for use in artificial intelligence applications. The multi-armed bandit problem is a fundamental problem of decision making using reinforcement learning. However, to the best of our knowledge, the scalability of photonic decision making has not yet been demonstrated in experiments because of the technical difficulties in the physical realization. We propose a parallel photonic decision-making system to solve large-scale multi-armed bandit problems using optical spatiotemporal chaos. We solved a 512-armed bandit problem online, which is larger than those in previous experiments by two orders of magnitude. The scaling property for correct decision making is examined as a function of the number of slot machines, evaluated as an exponent of 0.86. This exponent is smaller than that in previous studies, indicating the superiority of the proposed parallel principle. This experimental demonstration facilitates photonic decision making to solve large-scale multi-armed bandit problems for future photonic accelerators.
Optica Publishing Group, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/optica.477433
DOI ID:10.1364/optica.477433, eISSN:2334-2536 - Analysis of temporal structure of laser chaos by Allan variance
N. Asuke, N. Chauvet, A. Roehm, K. Kanno, A. Uchida, T. Niiyama, S. Sunada, R. Horisaki, and M. Naruse
Physical Review E, 巻:107, 号:1, 開始ページ:014211, 終了ページ:1-8, 2023年01月
American Physical Society (APS), 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/physreve.107.014211
DOI ID:10.1103/physreve.107.014211, ISSN:2470-0045, eISSN:2470-0053 - Time-domain photonic image processor based on speckle projection and reservoir computing
T. Yamaguchi, K. Arai, T. Niiyama, A. Uchida, and S. Sunada
Communications Physics, 巻:Vol. 6, 号:Article No. 250, 開始ページ:1, 終了ページ:10, 2023年 - Chaotic mode-competition dynamics in a multimode semiconductor laser with optical feedback and injection
R. Iwami, K. Kanno, and A. Uchida
Optics Express, 巻:Vol. 31, 号:No. 7, 開始ページ:11274, 終了ページ:11291, 2023年 - 光を用いた強化学習・意思決定の最近の展開
成瀬 誠, 内田 淳史
応用物理 (解説論文), 巻:Vol. 92, 号:No. 12, 開始ページ:730, 終了ページ:734, 2023年 - Parallel and deep reservoir computing using semiconductor lasers with optical feedback
H. Hasegawa, K. Kanno, and A. Uchida
Nanophotonics, 巻:Vol. 12, 号:No. 5, 開始ページ:869, 終了ページ:881, 2023年 - Controlling chaotic itinerancy in laser dynamics for reinforcement learning
R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, S. Sunada, M. Naruse, and A. Uchida
Science Advances, 巻:8, 号:49, 開始ページ:1, 終了ページ:13, 2022年12月
Photonic artificial intelligence has attracted considerable interest in accelerating machine learning; however, the unique optical properties have not been fully used for achieving higher-order functionalities. Chaotic itinerancy, with its spontaneous transient dynamics among multiple quasi-attractors, can be used to realize brain-like functionalities. In this study, we numerically and experimentally investigate a method for controlling the chaotic itinerancy in a multimode semiconductor laser to solve a machine learning task, namely, the multiarmed bandit problem, which is fundamental to reinforcement learning. The proposed method uses chaotic itinerant motion in mode competition dynamics controlled via optical injection. We found that the exploration mechanism is completely different from a conventional searching algorithm and is highly scalable, outperforming the conventional approaches for large-scale bandit problems. This study paves the way to use chaotic itinerancy for effectively solving complex machine learning tasks as photonic hardware accelerators.
American Association for the Advancement of Science (AAAS), 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.abn8325
DOI ID:10.1126/sciadv.abn8325, eISSN:2375-2548 - Ultrafast silicon threshold circuitry for chaotic laser time series
K. Wada, S. Hara, S. Tanoi, A. Kasamatsu, Y. Otsuka, K. Sekine, A. Uchida, and M. Naruse
AIP Advances, 巻:12, 号:12, 開始ページ:125225, 終了ページ:125225, 2022年12月
Photonic computing has been intensively studied to explore the ultrahigh bandwidth of lightwaves. However, electronic support is indispensable for the post-processing and control of photonic systems owing to the difficulties encountered in all-optical processing. Herein, we demonstrate an ultrafast silicon circuitry capable of conducting thresholding operations on incoming chaotically oscillating high-bandwidth signals. Such circuits are critical elements in ultrafast random-number generators and photonic reinforcement learning that exploit chaotically oscillating time series. The circuit design, including active inductors for bandwidth expansion, and proof-of-principle fabricated device operations are demonstrated using a 180 nm silicon complementary metal–oxide–semiconductor technology node.
AIP Publishing, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1063/5.0127470
DOI ID:10.1063/5.0127470, eISSN:2158-3226 - Universal single-mode lasing in fully-chaotic billiard lasers
M. You, D. Sakakibara, K. Makino, Y. Morishita, K. Matsumura, Y. Kawashima, M. Yoshikawa, M. Tonosaki, K. Kanno, A. Uchida, S. Sunada, S. Shinohara, and T. Harayama
Entropy, 巻:24, 号:11, 開始ページ:1648, 終了ページ:1-17, 2022年11月
By numerical simulations and experiments of fully chaotic billiard lasers, we show that single-mode lasing states are stable, whereas multi-mode lasing states are unstable when the size of the billiard is much larger than the wavelength and the external pumping power is sufficiently large. On the other hand, for integrable billiard lasers, it is shown that multi-mode lasing states are stable, whereas single-mode lasing states are unstable. These phenomena arise from the combination of two different nonlinear effects of mode-interaction due to the active lasing medium and deformation of the billiard shape. Investigations of billiard lasers with various shapes revealed that single-mode lasing is a universal phenomenon for fully chaotic billiard lasers.
研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.3390/e24111648
Scopus:https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85144897465&origin=inward
Scopus Citedby:https://www.scopus.com/inward/citedby.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85144897465&origin=inward
DOI ID:10.3390/e24111648, eISSN:1099-4300, SCOPUS ID:85144897465 - Parallel bandit architecture based on laser chaos for reinforcement learning
T. Urushibara, N. Chauvet, S. Kochi, S. Sunada, K. Kanno, A. Uchida, R. Horisaki, and M. Naruse
Journal of Physics Communications, 巻:6, 号:6, 開始ページ:065002, 終了ページ:065002, 2022年06月
Abstract
Accelerating artificial intelligence by photonics is an active field of study aiming to exploit the unique properties of photons. Reinforcement learning is an important branch of machine learning, and photonic decision-making principles have been demonstrated with respect to the multi-armed bandit problems. However, reinforcement learning could involve a massive number of states, unlike previously demonstrated bandit problems where the number of states is only one. Q-learning is a well-known approach in reinforcement learning that can deal with many states. The architecture of Q-learning, however, does not fit well photonic implementations due to its separation of update rule and the action selection. In this study, we organize a new architecture for multi-state reinforcement learning as a parallel array of bandit problems in order to benefit from photonic decision-makers, which we call parallel bandit architecture for reinforcement learning or PBRL in short. Taking a cart-pole balancing problem as an instance, we demonstrate that PBRL adapts to the environment in fewer time steps than Q-learning. Furthermore, PBRL yields faster adaptation when operated with a chaotic laser time series than the case with uniformly distributed pseudorandom numbers where the autocorrelation inherent in the laser chaos provides a positive effect. We also find that the variety of states that the system undergoes during the learning phase exhibits completely different properties between PBRL and Q-learning. The insights obtained through the present study are also beneficial for existing computing platforms, not just photonic realizations, in accelerating performances by the PBRL algorithms and correlated random sequences.
IOP Publishing, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1088/2399-6528/ac75ad
DOI ID:10.1088/2399-6528/ac75ad, eISSN:2399-6528 - Decision making for large-scale multi-armed bandit problems using bias control of chaotic temporal waveforms in semiconductor lasers
K. Morijiri, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Scientific Reports, 巻:12, 号:Article No. 8073, 開始ページ:8073, 終了ページ:11, 2022年05月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-022-12155-y
DOI ID:10.1038/s41598-022-12155-y - Photonic reinforcement learning based on optoelectronic reservoir computing
K. Kanno and A. Uchida
Scientific Reports, 巻:Vol. 12, 号:Article No. 3720, 開始ページ:1, 終了ページ:11, 2022年 - 光の極限性能を生かすフォトニックコンピューティング ―光を用いた意思決定― (招待論文)
成瀬 誠, 内田 淳史, 内山 和治, 赤羽 浩一
IEICE Fundamentals Review, 巻:Vol. 15, 号:No. 4, 開始ページ:310, 終了ページ:317, 2022年 - Reservoir computing based on an external-cavity semiconductor laser with optical feedback modulation
K. Kanno, A. A. Haya, and A. Uchida
Optics Express, 巻:Vol. 30, 号:No. 19, 開始ページ:34218, 終了ページ:34238, 2022年 - Photonic decision making for solving competitive multi-armed bandit problem using semiconductor laser networks
T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, 巻:13, 号:3, 開始ページ:582, 終了ページ:597, 2022年
Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE), 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1587/nolta.13.582
DOI ID:10.1587/nolta.13.582, eISSN:2185-4106 - Experimental demonstration of adaptive model selection based on reinforcement learning in photonic reservoir computing
R. Mito, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, 巻:13, 号:1, 開始ページ:123, 終了ページ:138, 2022年
Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE), 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1587/nolta.13.123
DOI ID:10.1587/nolta.13.123, eISSN:2185-4106 - Adaptive decision making using a chaotic semiconductor laser for multi-armed bandit problem with time-varying hit probabilities
A. Oda, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, 巻:13, 号:1, 開始ページ:112, 終了ページ:122, 2022年
Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE), 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1587/nolta.13.112
DOI ID:10.1587/nolta.13.112, eISSN:2185-4106 - Photonic neural field on a silicon chip: large-scale, high-speed neuro-inspired computing and sensing
S. Sunada and A. Uchida
Optica, 巻:8, 号:11, 開始ページ:1388, 終了ページ:13196, 2021年11月
Photonic neural networks have significant potential for high-speed neural processing with low latency and ultralow energy consumption. However, the on-chip implementation of a large-scale neural network is still challenging owing to its low scalability. Herein, we propose the concept of a photonic neural field and implement it experimentally on a silicon chip to realize highly scalable neuro-inspired computing. In contrast to existing photonic neural networks, the photonic neural field is a spatially continuous field that nonlinearly responds to optical inputs, and its high spatial degrees of freedom allow for large-scale and high-density neural processing on a millimeter-scale chip. In this study, we use the on-chip photonic neural field as a reservoir of information and demonstrate a high-speed chaotic time-series prediction with low errors using a training approach similar to reservoir computing. We show that the photonic neural field is potentially capable of executing more than one peta multiply–accumulate operations per second for a single input wavelength on a footprint as small as a few square millimeters. The operation of the neural field is energy efficient due to a passive scattering process, for which the required power comes only from the optical input. We also show that in addition to processing, the photonic neural field can be used for rapidly sensing the temporal variation of an optical phase, facilitated by its high sensitivity to optical inputs. The merging of optical processing with optical sensing paves the way for an end-to-end data-driven optical sensing scheme.
研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OPTICA.434918
Scopus:https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85120381669&origin=inward
Scopus Citedby:https://www.scopus.com/inward/citedby.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85120381669&origin=inward
DOI ID:10.1364/OPTICA.434918, ISSN:2334-2536, SCOPUS ID:85120381669 - High-entropy chaos generation using semiconductor lasers subject to intensity-modulated optical injection for certified physical random number generation
C.-H. Tseng, R. Funabashi, K. Kanno, A. Uchida, C.-C. Wei, and S.-K. Hwang
Optics Letters, 巻:46, 号:14, 開始ページ:3384, 終了ページ:3387, 2021年07月
This study investigates high-entropy chaos generation using a semiconductor laser subject to intensity-modulated optical injection for certified physical random number generation. Chaos with a continuous spectral profile that is not only widely distributed but also broadly flattened over a bandwidth of 33 GHz is generated. The former suggests that the chaos can be sampled at a high rate while keeping sufficient un-correlation between data samples, and the latter indicates that the chaos possesses high entropy, both of which enhance the generation rate of physical random numbers with guaranteed unpredictability. A minimum entropy value of 2.19 bits/sample is obtained without any post-processing and by excluding the contribution from measurement noise, suggesting that, to the least extent, the chaotic source can be used as a 2-bit physical random number generator at a rate of 160 Gbits/s.
The Optical Society, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OL.431054
DOI ID:10.1364/OL.431054, ISSN:1539-4794, PubMed ID:34264219, SCOPUS ID:85110238103 - Fast dynamics of low-frequency fluctuations in a quantum-dot laser with optical feedback
K. Yamasaki, K. Kanno, A. Matsumoto, K. Akahane, N. Yamamoto, M. Naruse, and A. Uchida
Optics Express, 巻:29, 号:12, 開始ページ:17962, 終了ページ:17962, 2021年06月
The Optical Society, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/oe.426268
DOI ID:10.1364/oe.426268, eISSN:1094-4087 - 生物種間競争原理を利用した MAB 型強化学習問題の最適解探索法
新山 友暁; 古畑 玄貴; 内田 淳史; 成瀬 誠; 砂田 哲
応用物理学会学術講演会講演予稿集, 巻:2021.1, 開始ページ:272, 終了ページ:272, 2021年02月
公益社団法人 応用物理学会, 日本語
DOI:https://doi.org/10.11470/jsapmeeting.2021.1.0_272
DOI ID:10.11470/jsapmeeting.2021.1.0_272, eISSN:2436-7613 - Entropy rate of chaos in an optically injected semiconductor laser for physical random number generation
Y. Kawaguchi, T. Okuma, K. Kanno, and A. Uchida
Optics Express, 巻:29, 号:2, 開始ページ:2442, 終了ページ:2457, 2021年01月
We evaluate the (ε, τ) entropy of chaotic laser outputs generated by an optically injected semiconductor laser for physical random number generation. The vertical resolution ε and sampling time τ are numerically optimized by comparing the (ε, τ) entropy with the Kolmogorov–Sinai entropy, which is estimated from the Lyapunov exponents using linearized model equations. We then investigate the dependence of the (ε, τ) entropy on the optical injection strength of the laser system. In addition, we evaluate the (ε, τ) entropy from the experimentally obtained chaotic temporal waveforms in an optically injected semiconductor laser. Random bits with an entropy close to one bit per sampling point are extracted to satisfy the conditions of physical random number generation. We find that the extraction of the third-most significant bit from eight-bit experimental chaotic data results in an entropy of one bit per sample for certified physical random number generation.
OSA - The Optical Society, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.411694
DOI ID:10.1364/OE.411694, ISSN:1094-4087, PubMed ID:33726439, SCOPUS ID:85100009736 - Performance Improvement of Delay-Based Photonic Reservoir Computing
Kazutaka Kanno; Atsushi Uchida
Natural Computing Series, 開始ページ:377, 終了ページ:396, 2021年
The techniques for performance improvement of delay-based reservoir computing with photonic systems are proposed and summarized. A chaos input mask signal is introduced to improve the performance of a time-series prediction task. A photonic integrated circuit is used to miniaturize the reservoir computing system. The performance of reservoir computing is compared between a single electro-optic system and a mutually coupled electro-optic system.
Springer Science and Business Media Deutschland GmbH, 英語, 論文集(書籍)内論文
DOI:https://doi.org/10.1007/978-981-13-1687-6_16
DOI ID:10.1007/978-981-13-1687-6_16, ISSN:1619-7127, SCOPUS ID:85112503422 - Laser network decision making by lag synchronization of chaos in a ring configuration
T. Mihana, K. Fujii, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Optics Express, 巻:28, 号:26, 開始ページ:40112, 終了ページ:40112, 2020年12月
The Optical Society, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/oe.411140
DOI ID:10.1364/oe.411140, eISSN:1094-4087 - Adaptive model selection in photonic reservoir computing by reinforcement learning
K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Scientific Reports, 巻:10, 号:1, 開始ページ:1, 終了ページ:12, 2020年12月
Springer Science and Business Media LLC, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-020-66441-8
DOI ID:10.1038/s41598-020-66441-8, eISSN:2045-2322 - Using multidimensional speckle dynamics for high-speed, large-scale, parallel photonic computing
S. Sunada, K. Kanno, and A. Uchida
Optics Express, 巻:28, 号:21, 開始ページ:30349, 終了ページ:30361, 2020年10月
The recent rapid increase in demand for data processing has resulted in the need for novel machine learning concepts and hardware. Physical reservoir computing and an extreme learning machine are novel computing paradigms based on physical systems themselves, where the high dimensionality and nonlinearity play a crucial role in the information processing. Herein, we propose the use of multidimensional speckle dynamics in multimode fibers for information processing, where input information is mapped into the space, frequency, and time domains by an optical phase modulation technique. The speckle-based mapping of the input information is high-dimensional and nonlinear and can be realized at the speed of light; thus, nonlinear time-dependent information processing can successfully be achieved at fast rates when applying a reservoir-computing-like-approach. As a proof-of-concept, we experimentally demonstrate chaotic time-series prediction at input rates of 12.5 Gigasamples per second. Moreover, we show that owing to the passivity of multimode fibers, multiple tasks can be simultaneously processed within a single system, i.e., multitasking. These results offer a novel approach toward realizing parallel, high-speed, and large-scale photonic computing. (C) 2020 Optical Society of America under the terms of the OSA Open Access Publishing Agreement
OPTICAL SOC AMER, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.399495
DOI ID:10.1364/OE.399495, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000581089500002 - Reservoir computing and decision making using laser dynamics for photonic accelerator (Invited paper)
A. Uchida, K. Kanno, S. Sunada, and M. Naruse
Japanese Journal of Applied Physics, 巻:59, 号:4, 開始ページ:040601, 終了ページ:1-12, 2020年04月
The photonic accelerator is a new paradigm of photonic technologies for artificial intelligence, wherein the systems can accelerate information processing in electronic computing. Schemes for reservoir computing and decision making are promising examples of the photonic accelerator. In this work, we describe recent advances in the architectures of reservoir computing and decision making based on complex photonics, wherein the physics of light, including ultrafast dynamics in semiconductor lasers with optical feedback, plays a crucial role in the photonic accelerator.
IOP PUBLISHING LTD, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.35848/1347-4065/ab7860
DOI ID:10.35848/1347-4065/ab7860, ISSN:0021-4922, eISSN:1347-4065, Web of Science ID:WOS:000520142700001 - 多本腕バンディット問題における最良選択に対する複雑ダイナミクスの効果
河内 聡志; 新山 友暁; 内田 淳史; 成瀬 誠; 砂田 哲
応用物理学会学術講演会講演予稿集, 巻:2020.1, 開始ページ:945, 終了ページ:945, 2020年02月
公益社団法人 応用物理学会, 日本語
DOI:https://doi.org/10.11470/jsapmeeting.2020.1.0_945
DOI ID:10.11470/jsapmeeting.2020.1.0_945, eISSN:2436-7613 - Entropy evaluation of white chaos generated by optical heterodyne for certifying physical random number generators
K. Yoshiya, Y. Terashima, K. Kanno, and A. Uchida
Optics Express, 巻:28, 号:3, 開始ページ:3686, 終了ページ:3698, 2020年02月
The entropy of white chaos is evaluated to certify physical random number generators. White chaos is generated from the electric subtraction of two optical heterodyne signals of two chaotic outputs in semiconductor lasers with optical feedback. We use the statistical test suites of NIST Special Publication 800-90B for the evaluation of physical entropy sources of white chaos with an eight-bit resolution. The minimum value of entropy is 2.1 for eight most significant bits data. The entropy of white chaos is enhanced from that of the chaotic output of the semiconductor lasers. We evaluate the effect of detection noise and distinguish between the entropy that originates from the white chaos and the detection noise. It is found that the entropy of five most significant bits originates from white chaos. The minimum value of entropy is 1.1 for five most significant bits data, and it is considered that the entropy can be obtained at at least one bit per sample.
OSA - The Optical Society, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.382234
DOI ID:10.1364/OE.382234, ISSN:1094-4087, PubMed ID:32122032, SCOPUS ID:85078824222 - Lotka-Volterra competition mechanism embedded in a decision-making method
T. Niiyama, G. Furuhata, A. Uchida, M. Naruse, and S. Sunada
Journal of the Physical Society of Japan, 巻:89, 号:1, 開始ページ:014801, 終了ページ:014801, 2020年01月
Physical Society of Japan, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.7566/jpsj.89.014801
DOI ID:10.7566/jpsj.89.014801, ISSN:0031-9015, eISSN:1347-4073 - 光を用いた意思決定機能
成瀬 誠, Nicolas Chauvet, 内田 淳史, 砂田 哲, 内山 和治, 長谷川 幹雄, 堀 裕和
光アライアンス (解説論文), 巻:Vol. 31, No. 3, 開始ページ:13, 終了ページ:16, 2020年 - 光結合レーザーを用いたリザーバコンピューティングの情報処理性能とリアプノフ安定性の関係
菅野 円隆, 内田 淳史
レーザー研究, 巻:Vol. 48, 号:No. 5, 開始ページ:259, 終了ページ:264, 2020年 - 光を用いた意思決定メカニズム
成瀬 誠, Nicolas Chauvet, 内田 淳史, 砂田 哲, 内山 和治, 長谷川 幹雄, 堀 裕和
電子情報通信学会誌 (解説論文), 巻:Vol. 103, No. 3, 開始ページ:290, 終了ページ:297, 2020年 - 相互結合システムを用いた光リザーバコンピューティングによる時系列予測性能の向上
菅野 円隆, 内田 淳史
光アライアンス (解説論文), 巻:Vol. 31, No. 3, 開始ページ:9, 終了ページ:12, 2020年 - Reservoir Computing Using Multiple Lasers With Feedback on a Photonic Integrated Circuit
Sugano Chihiro; Kanno Kazutaka; Uchida Atsushi
IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, 巻:26, 号:1, 開始ページ:1500409, 終了ページ:1-9, 2020年01月, [査読有り]
DOI:https://doi.org/10.1109/JSTQE.2019.2929179
DOI ID:10.1109/JSTQE.2019.2929179, ISSN:1077-260X, Web of Science ID:WOS:000481981400001 - Dynamic channel selection in wireless communications via a multi-armed bandit algorithm using laser chaos time series
S. Takeuchi; M. Hasegawa; K. Kanno; A. Uchida; N. Chauvet; M. Naruse
Scientific Reports, 巻:10, 号:1574, 開始ページ:1, 終了ページ:7, 2020年01月, [査読有り]
英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-020-58541-2
DOI ID:10.1038/s41598-020-58541-2 - Decision making photonics: Solving bandit problems using photons
M. Naruse, N. Chauvet, A. Uchida, A. Drezet, G. Bachelier, S. Huant, and H. Hori
IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 巻:26, 号:1, 開始ページ:1, 終了ページ:10, 2020年01月
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1109/jstqe.2019.2929217
DOI ID:10.1109/jstqe.2019.2929217, ISSN:1077-260X, eISSN:1558-4542 - Photonic reservoir computing based on nonlinear wave dynamics at microscale
S. Sunada and A. Uchida
Scientific Reports, 巻:9, 号:1, 開始ページ:1, 終了ページ:10, 2019年12月
High-dimensional nonlinear dynamical systems, including neural networks, can be utilized as computational resources for information processing. In this sense, nonlinear wave systems are good candidates for such computational resources. Here, we propose and numerically demonstrate information processing based on nonlinear wave dynamics in microcavity lasers, i.e., optical spatiotemporal systems at microscale. A remarkable feature is its ability of high-dimensional and nonlinear mapping of input information to the wave states, enabling efficient and fast information processing at microscale. We show that the computational capability for nonlinear/memory tasks is maximized at the edge of dynamical stability. Moreover, we show that computational capability can be enhanced by applying a time-division multiplexing technique to the wave dynamics. Thus, the computational potential of the wave dynamics can sufficiently be extracted even when the number of detectors to monitor the wave states is limited. In addition, we discuss the merging of optical information processing with optical sensing, revealing a novel method for model-free sensing by using a microcavity reservoir as a sensing element. These results pave a way for on-chip photonic computing with high-dimensional dynamics and a model-free sensing method.
Nature Research, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-019-55247-y
DOI ID:10.1038/s41598-019-55247-y, ISSN:2045-2322, PubMed ID:31836737, SCOPUS ID:85076498722 - Generative adversarial network based on chaotic time series
Makoto Naruse; Takashi Matsubara; Nicolas Chauvet; Kazutaka Kanno; Tianyu Yang; Atsushi Uchida
Scientific Reports, 巻:Vol. 9, Article No. 12963, 開始ページ:1, 終了ページ:9, 2019年12月, [査読有り], [国際誌]
Nature, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-019-49397-2
DOI ID:10.1038/s41598-019-49397-2, ISSN:2045-2322, ORCID:64008680 - Novel frontier of photonics for data processing - Photonic accelerator
K. Kitayama, M. Notomi, M. Naruse, K. Inoue, S. Kawakami, and A. Uchida
APL Photonics, 巻:4, 号:090901, 開始ページ:1, 終了ページ:24, 2019年09月, [査読有り], [招待有り] - 光微小共振器によるリザバー計算:大規模光ネットワークとセンシング応用
砂田 哲; 新山 友暁; 内田 淳史; 新井 賢一
応用物理学会学術講演会講演予稿集, 巻:2019.1, 開始ページ:3824, 終了ページ:3824, 2019年02月
公益社団法人 応用物理学会, 日本語
DOI:https://doi.org/10.11470/jsapmeeting.2019.1.0_3824
DOI ID:10.11470/jsapmeeting.2019.1.0_3824, eISSN:2436-7613 - 光を用いたリザバーコンピューティングの最新研究動向
内田 淳史, 菅野 円隆
電子情報通信学会誌, 巻:Vol. 102, No. 2, 開始ページ:127, 終了ページ:133, 2019年 - 複雑系フォトニクスを用いた高速物理乱数生成の進展
内田 淳史
レーザー研究, 巻:Vol. 47, No. 6, 開始ページ:310, 終了ページ:314, 2019年 - Numerical study on dynamics-dependent synchronization in mutually-coupled lasers with asymmetric feedback
S. Ohara, K. Kanno, and A. Uchida
Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, 巻:Vol. 10, No. 1, 開始ページ:60, 終了ページ:73, 2019年 - Experimental investigation of nonlinear dynamics and bifurcation in a quantum-dot laser with optical feedback
Kazuto Yamasaki; Kazutaka Kanno; Atsushi Matsumoto; Makoto Naruse; Naokatsu Yamamoto; Atsushi Uchida
Optics InfoBase Conference Papers, 巻:2019, 2019年
We investigate the temporal dynamics of a quantum dot laser with optical feedback by changing the injection current and the optical feedback strength. Chaotic oscillations and low frequency fluctuations are observed for a wide region of the two-dimensional bifurcation diagram.
OSA - The Optical Society, 英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
DOI:https://doi.org/10.1364/FIO.2019.JTu3A.59
DOI ID:10.1364/FIO.2019.JTu3A.59, SCOPUS ID:85084517324 - Parallelization in reservoir computing based on a mutually coupled electro-optic delay system
Kento Saito; Kazutaka Kanno; Atsushi Uchida
Optics InfoBase Conference Papers, 巻:2019, 2019年
We propose reservoir computing based on a mutually coupled electro-optic delay system. We experimentally show that the performance of reservoir computing can be improved using the mutually coupled system.
OSA - The Optical Society, 英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
DOI:https://doi.org/10.1364/FIO.2019.JW3A.100
DOI ID:10.1364/FIO.2019.JW3A.100, SCOPUS ID:85084506711 - Implementation of optical feedback modulation in photonic reservoir computing
Afeeqah Amalina Haya; Chihiro Sugano; Kazutaka Kanno; Atsushi Uchida
Optics InfoBase Conference Papers, 巻:2019, 2019年
We experimentally investigate photonic reservoir computing using a single semiconductor laser with time-delayed feedback modulation. We perform the time-series prediction task and achieve better results using phase modulation than those using intensity modulation.
OSA - The Optical Society, 英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
DOI:https://doi.org/10.1364/FIO.2019.JW3A.95
DOI ID:10.1364/FIO.2019.JW3A.95, SCOPUS ID:85084475705 - Decision making using lag synchronization of chaos in mutually-coupled semiconductor lasers
Takatomo Mihana; Yusuke Mitsui; Mizuho Takabayashi; Kazutaka Kanno; Makoto Naruse; Atsushi Uchida
Optics InfoBase Conference Papers, 巻:2019, 2019年
Photonic reinforcement learning and decision making has been used to solve multi-armed bandit problem. We propose a method of decision making using lag synchronization of chaos in mutually-coupled semiconductor lasers. We numerically investigate the performance of decision making by changing the sampling interval of chaotic temporal waveforms.
OSA - The Optical Society, 英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
DOI:https://doi.org/10.1364/FIO.2019.JW4A.104
DOI ID:10.1364/FIO.2019.JW4A.104, SCOPUS ID:85084432179 - On-chip photonic decision maker using spontaneous mode switching in a ring laser
R. Homma; S. Kochi; T. Niiyama; T. Mihana; Y. Mitsui; K. Kanno; A. Uchida; M. Naruse; S. Sunada
Scientific Reports, 巻:9, 号:9429, 開始ページ:1, 終了ページ:9, 2019年, [査読有り]
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-019-45754-3
DOI ID:10.1038/s41598-019-45754-3 - Decision making for the multi-armed bandit problem using lag synchronization of chaos in mutually coupled semiconductor lasers
T. Mihana; Y. Mitsui; M. Takabayashi; K. Kanno; S. Sunada; M. Naruse; A. Uchida
Optics Express, 巻:27, 号:19, 開始ページ:26989, 終了ページ:27008, 2019年, [査読有り]
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.27.026989
DOI ID:10.1364/OE.27.026989 - Compact reservoir computing with a photonic integrated circuit
Takano Kosuke; Sugano Chihiro; Inubushi Masanobu; Yoshimura Kazuyuki; Sunada Satoshi; Kanno Kazutaka; Uchida Atsushi
OPTICS EXPRESS, 巻:26, 号:22, 開始ページ:29424, 終了ページ:29439, 2018年10月, [査読有り]
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.26.029424
DOI ID:10.1364/OE.26.029424, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000448556300115 - Scalable photonic reinforcement learning by time-division multiplexing of laser chaos
M. Naruse, T. Mihana, H. Hori, H. Saigo, K. Okamura, M. Hasegawa, and A. Uchida
Scientific Reports, 巻:8, 号:1, 開始ページ:10890, 終了ページ:10890, 2018年07月, [国際誌]
Reinforcement learning involves decision-making in dynamic and uncertain environments and constitutes a crucial element of artificial intelligence. In our previous work, we experimentally demonstrated that the ultrafast chaotic oscillatory dynamics of lasers can be used to efficiently solve the two-armed bandit problem, which requires decision-making concerning a class of difficult trade-offs called the exploration-exploitation dilemma. However, only two selections were employed in that research; hence, the scalability of the laser-chaos-based reinforcement learning should be clarified. In this study, we demonstrated a scalable, pipelined principle of resolving the multi-armed bandit problem by introducing time-division multiplexing of chaotically oscillated ultrafast time series. The experimental demonstrations in which bandit problems with up to 64 arms were successfully solved are presented where laser chaos time series significantly outperforms quasiperiodic signals, computer-generated pseudorandom numbers, and coloured noise. Detailed analyses are also provided that include performance comparisons among laser chaos signals generated in different physical conditions, which coincide with the diffusivity inherent in the time series. This study paves the way for ultrafast reinforcement learning by taking advantage of the ultrahigh bandwidths of light wave and practical enabling technologies.
英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-018-29117-y
DOI ID:10.1038/s41598-018-29117-y, PubMed ID:30022085, PubMed Central ID:PMC6052166 - Effect of bandwidth limitation of optical noise injection on common-signal-induced synchronization in multi-mode semiconductor lasers
M. Tomiyama, K. Yamasaki, K. Arai, M. Inubushi, K, Yoshimura, and A. Uchida
Optics Express, 巻:26, 号:10, 開始ページ:13521, 終了ページ:13535, 2018年05月, [査読有り]
We investigate common-signal-induced synchronization in two multi-mode semiconductor lasers subject to a bandwidth-limited optical noise signal. Synchronization can be achieved when the number of longitudinal modes is matched between the two lasers. The peak wavelengths need to be matched between the two lasers to achieve synchronization. In contrast, small correlation is observed when the peak wavelengths are mismatched. The synchronization is degraded as the number of longitudinal modes in one of the lasers is decreased. However, large correlation is obtained if the overlapped modes are selected and compared. We discuss the possibility of an unauthorized user reproducing the synchronized waveforms. It is difficult to completely reproduce the synchronized waveforms using synchronization if the bandwidth of the noise drive signal is limited.
OSA - The Optical Society, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.26.013521
DOI ID:10.1364/OE.26.013521, ISSN:1094-4087, SCOPUS ID:85047332407, Web of Science ID:WOS:000432457600121 - Erratum: Author Correction: Ultrafast photonic reinforcement learning based on laser chaos (Scientific reports (2017) 7 1 (8772))
Makoto Naruse; Yuta Terashima; Atsushi Uchida; Song-Ju Kim
Scientific reports, 巻:8, 号:1, 開始ページ:5769, 2018年04月
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NLM (Medline), 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-018-23476-2
DOI ID:10.1038/s41598-018-23476-2, ISSN:2045-2322, PubMed ID:29622807, SCOPUS ID:85070474627 - 光リザーバコンピューティングの展開
菅野 円隆, 内田 淳史
人工知能, 巻:Vol. 33, No. 5, 開始ページ:577, 終了ページ:585, 2018年 - Impact of input mask signals on delay-based photonic reservoir computing with semiconductor lasers
Y. Kuriki, J. Nakayama, K. Takano, and A. Uchida
Optics Express, 巻:Vol. 26, No. 5, 開始ページ:5777, 終了ページ:5788, 2018年 - 光を用いた意思決定-バンディット問題を光で解く-
成瀬 誠, 内田淳史, S. Huant
人工知能, 巻:Vol. 33, No. 5, 開始ページ:592, 終了ページ:599, 2018年 - Memory effect on adaptive decision making with a chaotic semiconductor laser
T. Mihana, Y. Terashima, M. Naruse, S.-J. Kim, and A. Uchida
Complexity, 巻:2018, 開始ページ:4318127, 終了ページ:8, 2018年, [査読有り]
We investigate the effect of a memory parameter on the performance of adaptive decision making using a tug-of-war method with the chaotic oscillatory dynamics of a semiconductor laser. We experimentally generate chaotic temporal waveforms of the semiconductor laser with optical feedback and apply them for adaptive decision making in solving a multiarmed bandit problem that aims at maximizing the total reward from slot machines whose hit probabilities are dynamically switched. We examine the dependence of making correct decisions on different values of the memory parameter. The degree of adaptivity is found to be enhanced with a smaller memory parameter, whereas the degree of convergence to the correct decision is higher for a larger memory parameter. The relations among the adaptivity, environmental changes, and the difficulties of the problem are also discussed considering the requirement of past decisions. This examination of ultrafast adaptive decision making highlights the importance of memorizing past events and paves the way for future photonic intelligence.
Hindawi Limited, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1155/2018/4318127
DOI ID:10.1155/2018/4318127, ISSN:1099-0526, SCOPUS ID:85045748197 - Random number generation from intermittent optical chaos
A. Karsaklian Dal Bosco, N. Sato, Y. Terashima, S. Ohara, A. Uchida, T. Harayama and M. Inubushi
IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 巻:23, 号:6, 開始ページ:1801208, 終了ページ:1-8, 2017年11月
We propose a method to generate physical random numbers based on intermittent optical chaos. Intermittent chaotic output is produced in a semiconductor laser subjected to optical feedback embedded in a photonic integrated circuit. This dynamics is characterized by a temporal waveform organized in a succession of laminar regions of low amplitude and bursts of high amplitude. The temporal randomness ruling the alternation of successive laminar regions and bursts is used as an entropy source to generate sequences of random bits. We compare the performances of the exclusive OR and reverse methods implemented in the bit generation process and evaluate the quality of the random bits with the Rabbit test of TestU01 for different bit sequences lengths.
研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1109/JSTQE.2017.2708608
Scopus:https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85028390240&origin=inward
Scopus Citedby:https://www.scopus.com/inward/citedby.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85028390240&origin=inward
DOI ID:10.1109/JSTQE.2017.2708608, ISSN:0792-1233, eISSN:2191-0359, SCOPUS ID:85028390240 - Common-signal-induced synchronization in semiconductor lasers with broadband optical noise signal
N. Suzuki, T. Hida, M. Tomiyama, A. Uchida, K. Yoshimura, K. Arai, and M. Inubushi
IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 巻:23, 号:6, 開始ページ:1, 終了ページ:10, 2017年11月
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1109/jstqe.2017.2690821
DOI ID:10.1109/jstqe.2017.2690821, ISSN:1077-260X, eISSN:1558-4542 - Common-signal-induced synchronization in photonic integrated circuits and its application to secure key distribution
T. Sasaki, I. Kakesu, Y. Mitsui, D. Rontani, A. Uchida, S. Sunada, K. Yoshimura, and M. Inubushi
Optics Express, 巻:25, 号:21, 開始ページ:26029, 終了ページ:26044, 2017年10月, [査読有り]
We experimentally achieve common-signal-induced synchronization in two photonic integrated circuits with short external cavities driven by a constant-amplitude random-phase light. The degree of synchronization can be controlled by changing the optical feedback phase of the two photonic integrated circuits. The change in the optical feedback phase leads to a significant redistribution of the spectral energy of optical and RF spectra, which is a unique characteristic of PICs with the short external cavity. The matching of the RF and optical spectra is necessary to achieve synchronization between the two PICs, and stable synchronization can be obtained over an hour in the presence of optical feedback. We succeed in generating information-theoretic secure keys and achieving the final key generation rate of 184 kb/s using the PICs. (C) 2017 Optical Society of America
OPTICAL SOC AMER, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.25.026029
DOI ID:10.1364/OE.25.026029, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000413103300108 - Dynamics-dependent synchronization in on-chip coupled semiconductor lasers
S. Ohara, A. Karsaklian Dal Bosco, K. Ugajin, A. Uchida, T. Harayama, and M. Inubushi
Physical Review E, 巻:96, 号:3, 開始ページ:032216, 終了ページ:1-9, 2017年09月, [査読有り]
Synchronization properties of chaotic dynamics in two mutually coupled semiconductor lasers with optical feedback embedded in a photonic integrated circuit are investigated from the point of view of their dynamical content. A phenomenon in which the two lasers can show qualitatively different synchronization properties according to the frequency range of investigation and their nonlinear dynamics is identified and termed dynamics-dependent synchronization. In-phase synchronization is observed for original signals and antiphase synchronization is observed for low-pass filtered signals in the case where one of the lasers shows chaotic oscillations while the other laser exhibits low-frequency fluctuations dynamics. The experimental conditions causing the synchronization states to vary according to the considered frequency interval are studied and the key roles of asymmetric coupling strength and injection currents are clarified.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.96.032216
DOI ID:10.1103/PhysRevE.96.032216, ISSN:2470-0045, eISSN:2470-0053, Web of Science ID:WOS:000411087600007 - Ultrafast photonic reinforcement learning based on laser chaos
M. Naruse, Y. Terashima, A. Uchida, and S.-J. Kim
Scientific Reports, 巻:7, 号:8772, 開始ページ:8772, 終了ページ:10, 2017年08月, [査読有り]
Reinforcement learning involves decision making in dynamic and uncertain environments and constitutes an important element of artificial intelligence (AI). In this work, we experimentally demonstrate that the ultrafast chaotic oscillatory dynamics of lasers efficiently solve the multi-armed bandit problem (MAB), which requires decision making concerning a class of difficult trade-offs called the exploration-exploitation dilemma. To solve the MAB, a certain degree of randomness is required for exploration purposes. However, pseudorandom numbers generated using conventional electronic circuitry encounter severe limitations in terms of their data rate and the quality of randomness due to their algorithmic foundations. We generate laser chaos signals using a semiconductor laser sampled at a maximum rate of 100 GSample/s, and combine it with a simple decision-making principle called tug of war with a variable threshold, to ensure ultrafast, adaptive, and accurate decision making at a maximum adaptation speed of 1 GHz. We found that decision-making performance was maximized with an optimal sampling interval, and we highlight the exact coincidence between the negative autocorrelation inherent in laser chaos and decision-making performance. This study paves the way for a new realm of ultrafast photonics in the age of AI, where the ultrahigh bandwidth of light wave can provide new value.
NATURE PUBLISHING GROUP, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-017-08585-8
DOI ID:10.1038/s41598-017-08585-8, ISSN:2045-2322, Web of Science ID:WOS:000407980000026 - Physical implementation of oblivious transfer using optical correlated randomness
T. Ito, H. Koizumi, N. Suzuki, I. Kakesu, K. Iwakawa, A. Uchida, T. Koshiba, J. Muramatsu, K. Yoshimura, M. Inubushi, and P. Davis
Scientific Reports, 巻:7, 開始ページ:1, 終了ページ:12, 2017年08月, [査読有り]
We demonstrate physical implementation of information-theoretic secure oblivious transfer based on bounded observability using optical correlated randomness in semiconductor lasers driven by common random light broadcast over optical fibers. We demonstrate that the scheme can achieve one-out-of-two oblivious transfer with effective key generation rate of 110 kb/s. The results show that this scheme is a promising approach to achieve information-theoretic secure oblivious transfer over long distances for future applications of secure computation such as privacy-preserving database mining, auctions and electronic-voting.
NATURE PUBLISHING GROUP, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-017-08229-x
DOI ID:10.1038/s41598-017-08229-x, ISSN:2045-2322, Web of Science ID:WOS:000407677300019 - Spontaneous exchange of leader-laggard relationship in mutually coupled synchronized semiconductor lasers
K. Kanno, T. Hida, A. Uchida, and M. Bunsen
Physical Review E, 巻:95, 号:5, 開始ページ:052212-1, 終了ページ:12, 2017年05月, [査読有り]
We investigate the instantaneous behavior of synchronized temporal wave forms in two mutually coupled semiconductor lasers numerically and experimentally. The temporal wave forms of two lasers are synchronized with a propagation delay time, with one laser oscillating in advance of the other, known as the leader-laggard relationship. The leader-laggard relationship can be determined by measuring the cross-correlation between the two temporal wave forms with the propagation delay time. The leader can be identified when the optical carrier frequency of the leader laser is higher than that of the other laser. However, spontaneous exchange between the leader and laggard lasers can be observed in low-frequency fluctuations by short-term cross-correlation measurements, even for a fixed initial optical frequency detuning. The spontaneous exchange of the leader-laggard relationship originates from alternation of partial optical frequency locking between the two lasers. This observation is analyzed using a phase space trajectory on steady-state solutions for mutually coupled lasers with optical frequency detuning.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.95.052212
DOI ID:10.1103/PhysRevE.95.052212, ISSN:2470-0045, eISSN:2470-0053, Web of Science ID:WOS:000401455500004 - Dynamics versus feedback delay time in photonic integrated circuits: Mapping the short cavity regime
A. Karsaklian Dal Bosco, S. Ohara, N. Sato, Y. Akizawa, A. Uchida, T. Harayama, and M. Inubushi
IEEE Photonics Journal, 巻:9, 号:2, 開始ページ:6600512, 終了ページ:1-13, 2017年04月, [査読有り]
We report a comprehensive experimental investigation of the nonlinear dynamics yielded in five photonic integrated circuits, each consisting of a semiconductor laser with optical feedback from a short external cavity. The external cavity lengths are different for each laser and range from 1.3 to 10.3 mm, allowing analysis of the dependence of the dynamical scenario on the feedback delay time. We draw two-dimensional bifurcation diagrams and study the relative predominance of the different dynamics exhibited in each laser when the feedback strength and the laser injection current are varied. We identify that, in the commonly termed short cavity regime, small variations of the external cavity length can result in totally different dynamical distributions, suggesting the possibility to use the feedback delay time as a means to control laser behaviors.
IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1109/JPHOT.2017.2667883
DOI ID:10.1109/JPHOT.2017.2667883, ISSN:1943-0655, eISSN:1943-0647, Web of Science ID:WOS:000398254600001 - Real-time fast physical random number generator with a photonic integrated circuit
K. Ugajin, Y. Terashima, K. Iwakawa, A. Uchida, T. Harayama, K. Yoshimura, and M. Inubushi
Optics Express, 巻:25, 号:6, 開始ページ:6511, 終了ページ:6523, 2017年03月, [査読有り]
Random number generators are essential for applications in information security and numerical simulations. Most optical-chaos-based random number generators produce random bit sequences by offline post-processing with large optical components. We demonstrate a real-time hardware implementation of a fast physical random number generator with a photonic integrated circuit and a field programmable gate array (FPGA) electronic board. We generate 1-Tbit random bit sequences and evaluate their statistical randomness using NIST Special Publication 800-22 and TestU01. All of the BigCrush tests in TestU01 are passed using 410-Gbit random bit sequences. A maximum real-time generation rate of 21.1 Gb/s is achieved for random bit sequences in binary format stored in a computer, which can be directly used for applications involving secret keys in cryptography and random seeds in large-scale numerical simulations.
OPTICAL SOC AMER, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.25.006511
DOI ID:10.1364/OE.25.006511, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000397316200056 - Recommendations and illustrations for the evaluation of photonic random number generators
J. D. Hart, Y. Terashima, A. Uchida, G. B. Baumgartner, T. E. Murphy, and R. Roy
APL Photonics, 巻:Vol. 2, 開始ページ:090901, 終了ページ:1-22, 2017年 - Synchronized laser chaos communication: Statistical investigation of an experimental system
A. J. Lawrance, T. Papamarkou, and A. Uchida
IEEE Journal of Quantum Electronics, 巻:Vol. 53, No. 2, 開始ページ:8000210, 終了ページ:1-10, 2017年 - Common-Signal-Induced Synchronization in Photonic Integrated Circuits Driven by Constant-Amplitude Random-Phase Light
Takuma Sasaki; Izumi Kakesu; Atsushi Uchida; Satoshi Sunada; Kazuyuki Yoshimura; Kenichi Arai
International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 巻:48, 号:C1L-B-5, 開始ページ:566, 終了ページ:569, 2016年11月, [査読有り]
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
DOI:https://doi.org/10.34385/proc.48.C1L-B-5
DOI ID:10.34385/proc.48.C1L-B-5, ISSN:2188-5079, ORCID:101131028 - Photonic integrated circuits unveil crisis-induced intermittency
A. Karsaklian Dal Bosco, Y. Akizawa, K. Kanno, A. Uchida, T. Harayama, and K. Yoshimura
Optics Express, 巻:24, 号:19, 開始ページ:22198, 終了ページ:22209, 2016年09月, [査読有り]
We experimentally investigate an intermittent route to chaos in a photonic integrated circuit consisting of a semiconductor laser with time-delayed optical feedback from a short external cavity. The transition from a period-doubling dynamics to a fully-developed chaos reveals a stage intermittently exhibiting these two dynamics. We unveil the bifurcation mechanism underlying this route to chaos by using the Lang-Kobayashi model and demonstrate that the process is based on a phenomenon of attractor expansion initiated by a particular distribution of the local Lyapunov exponents. We emphasize on the crucial importance of the distribution of the steady-state solutions introduced by the time-delayed feedback on the existence of this intermittent dynamics. (C) 2016 Optical Society of America
OPTICAL SOC AMER, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.24.022198
DOI ID:10.1364/OE.24.022198, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000387537600089 - Laser dynamical reservoir computing with consistency: an approach of a chaos mask signal
J. Nakayama, K. Kanno, and A. Uchida
Optics Express, 巻:24, 号:8, 開始ページ:8679, 終了ページ:8692, 2016年04月, [査読有り]
We numerically investigate reservoir computing based on the consistency of a semiconductor laser subjected to optical feedback and injection. We introduce a chaos mask signal as an input temporal mask for reservoir computing and perform a time-series prediction task. We compare the errors of the task obtained from the chaos mask signal with those obtained from other digital and analog masks. The performance of the prediction task can be improved by using the chaos mask signal due to complex dynamical response. (C) 2016 Optical Society of America
OPTICAL SOC AMER, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.24.008679
DOI ID:10.1364/OE.24.008679, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000374390300077 - Complexity and bandwidth enhancement in unidirectionally coupled semiconductor lasers with time-delayed optical feedback
K. Kanno, A. Uchida, and M. Bunsen
Physical Review E, 巻:93, 号:3, 開始ページ:032206-1, 終了ページ:11, 2016年03月, [査読有り]
We numerically investigate the frequency bandwidth and the autocorrelation characteristics of chaotic temporal wave forms in unidirectionally coupled semiconductor lasers with time-delayed optical feedback. We evaluate the complexity of the chaotic temporal wave forms by using Lyapunov exponents. We found that larger maximum Lyapunov exponents can be obtained for smaller peak values of the autocorrelation function at the delay time of the optical feedback. On the contrary, the maximum Lyapunov exponent is independent from the frequency bandwidth of the chaotic temporal wave forms.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.93.032206
DOI ID:10.1103/PhysRevE.93.032206, ISSN:2470-0045, eISSN:2470-0053, Web of Science ID:WOS:000371744600009 - 複雑系フォトニクスを用いたリザーバコンピューティング
内田 淳史
フォトニクスニュース(解説論文), 巻:Vol. 2, No. 3, 開始ページ:99, 終了ページ:104, 2016年 - Cycles of self-pulsations in a photonic integrated circuit
A. Karsaklian Dal Bosco, K. Kanno, A. Uchida, M. Sciamanna, T. Harayama, and K. Yoshimura
Physical Review E, 巻:92, 号:6, 開始ページ:062905, 終了ページ:1-062905-9, 2015年12月, [査読有り]
We report experimentally on the bifurcation cascade leading to the appearance of self-pulsation in a photonic integrated circuit in which a laser diode is subjected to delayed optical feedback. We study the evolution of the self-pulsing frequency with the increase of both the feedback strength and the injection current. Experimental observations show good qualitative accordance with numerical results carried out with the Lang-Kobayashi rate equation model. We explain the mechanism underlying the self-pulsations by a phenomenon of beating between successive pairs of external cavity modes and antimodes.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.92.062905
DOI ID:10.1103/PhysRevE.92.062905, ISSN:1539-3755, eISSN:1550-2376, Web of Science ID:WOS:000366099900012 - Secret-key distribution based on bounded observability (invited paper)
J. Muramatsu, K. Yoshimura, P. Davis, A. Uchida, and T. Harayama
Proceedings of the IEEE, 巻:103, 号:10, 開始ページ:1762, 終了ページ:1780, 2015年10月, [査読有り]
This paper reviews an approach to secret-key distribution based on the bounded observability (BO) model. First, the information-theoretic framework of secret-key agreement from a correlated random source is reviewed. Next, the BO model is introduced. In the context of this model, the BO condition is presented as a necessary and sufficient condition for the possibility of secret-key distribution. This condition describes limits on the information obtained by observation of a random object, and models the practical difficulty of completely observing random physical phenomena. Finally, an implementation of secret-key distribution based on BO in an optical fiber system is described.
IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1109/JPROC.2015.2462837
DOI ID:10.1109/JPROC.2015.2462837, ISSN:0018-9219, eISSN:1558-2256, Web of Science ID:WOS:000361683400006 - Inphase and antiphase dynamics of spatially-resolved light intensities emitted by a chaotic broad-area semiconductor laser
M. Arahata and A. Uchida
IEEE Selected Topics in Quantum Electronics, 巻:21, 号:6, 開始ページ:1800609, 終了ページ:1-1800609-9, 2015年 - リザーバコンピューティング:レーザーのダイナミクスを用いた新たな光コンピューティング
中山 丞真, 菅野 円隆, 文仙 正俊, 内田 淳史
レーザー研究, 巻:43, 号:6, 開始ページ:365, 終了ページ:370, 2015年 - ブロードエリア半導体レーザーの時空カオスにおける反位相ダイナミクスの数値解析
荒幡 真也, 内田 淳史
レーザー研究, 巻:43, 号:6, 開始ページ:393, 終了ページ:398, 2015年 - Tb/s physical random bit generation with bandwidth-enhanced chaos in three-cascaded semiconductor lasers
R. Sakuraba, K. Iwakawa, K. Kanno, and A. Uchida
Optics Express, 巻:23, 号:2, 開始ページ:1470, 終了ページ:1490, 2015年01月, [査読有り]
We experimentally demonstrate fast physical random bit generation from bandwidth-enhanced chaos by using three-cascaded semiconductor lasers. The bandwidth-enhanced chaos is obtained with the standard bandwidth of 35.2 GHz, the effective bandwidth of 26.0 GHz and the flatness of 5.6 dB, whose waveform is used for random bit generation. Two schemes of single-bit and multi-bit extraction methods for random bit generation are carried out to evaluate the entropy rate and the maximum random bit generation rate. For single-bit generation, the generation rate at 20 Gb/s is obtained for physical random bit sequences. For multi-bit generation, the maximum generation rate at 1.2 Tb/s (= 100 GS/s x 6 bits x 2 data) is equivalently achieved for physical random bit sequences whose randomness is verified by using both NIST Special Publication 800-22 and TestU01. (C) 2015 Optical Society of America
OPTICAL SOC AMER, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.23.001470
DOI ID:10.1364/OE.23.001470, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000349166100085 - Synchronization induced by common ASE noise in semiconductor lasers
Kenichi Arai; Kazuyuki Yoshimura; Satoshi Sunada; Atsushi Uchida
International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications, 開始ページ:474, 終了ページ:477, 2014年09月, [査読有り]
研究論文(国際会議プロシーディングス)
DOI:https://doi.org/10.34385/proc.46.C1L-E5
DOI ID:10.34385/proc.46.C1L-E5 - Fast physical random bit generation with photonic integrated circuits with different external cavity lengths for chaos generation
R. Takahashi, Y. Akizawa, A. Uchida, T. Harayama, K. Tsuzuki, S. Sunada, K. Arai, K. Yoshimura, and P. Davis
Optics Express, 巻:22, 号:10, 開始ページ:11727, 終了ページ:11740, 2014年05月, [査読有り]
We generate random bit sequences from chaotic temporal waveforms by using photonic integrated circuits (PICs) with different external cavity lengths. We investigate the condition for generating random bits at different sampling rates of single-bit generation method with the PICs. We succeed in generating certified random bit sequences by using the PIC with 3, 4, 5, or 10-mm-long external cavity, whereas random bits cannot pass all the statistical tests of randomness when the PIC with 1 or 2 mm-long external cavity is used. (C) 2014 Optical Society of America
OPTICAL SOC AMER, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.22.011727
DOI ID:10.1364/OE.22.011727, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000336957700036 - Noise Effects on Generalized Chaos Synchronization in Semiconductor Lasers
Kenichi Arai; Susumu Shinohara; Satoshi Sunada; Kazuyuki Yoshimura; Takahisa Harayama; Atsushi Uchida
IEICE Proceeding Series, 巻:2, 開始ページ:413, 終了ページ:416, 2014年03月
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.15248/proc.2.413
DOI ID:10.15248/proc.2.413, eISSN:2188-5079 - Finite-time Lyapunov exponents in time-delayed nonlinear dynamical systems
K. Kanno and A. Uchida
Physical Review E, 巻:89, 号:3, 開始ページ:032918, 終了ページ:1-8, 2014年03月, [査読有り]
dynamical systems. We apply the method to the Mackey-Glass model with time-delayed feedback. We investigate the standard deviation of the probability distribution of the finite-time Lyapunov exponents when the finite time or the delay time is changed. It is found that the standard deviation decreases in a power-law scaling with the exponent similar to 0.5 as the finite time or the delay time is increased. Similar results are obtained for the finite-time Lyapunov spectrum.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.89.032918
DOI ID:10.1103/PhysRevE.89.032918, ISSN:1539-3755, eISSN:1550-2376, Web of Science ID:WOS:000333699300006 - Multiple basins of consistency in noise-driven dynamical system
H. Yip and A. Uchida
Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, 巻:5, 号:4, 開始ページ:436, 終了ページ:444, 2014年 - Information-theoretic secure key distribution based on common random-signal induced synchronization in unidirectionally-coupled cascades of semiconductor lasers
H. Koizumi, S. Morikatsu, H. Aida, T. Nozawa, I. Kakesu, A. Uchida, K. Yoshimura, J. Muramatsu, and P. Davis
Optics Express, 巻:21, 号:15, 開始ページ:17869, 終了ページ:17893, 2013年07月, [査読有り]
It has been proposed that a secure key distribution scheme using correlated random bit sequences can be implemented using common random-signal induced synchronization of semiconductor laser systems. In this scheme it is necessary to use laser systems consisting of multiple cascaded lasers to be secure against a powerful eavesdropper. In this paper, we report the results of an experimental study that demonstrate that the common random-signal induced synchronization is possible in cascaded semiconductor laser systems. We also show that the correlated random bit sequences generated in the synchronized cascaded laser systems can be used to create an information-theoretically secure key between two legitimate users. (C) 2013 Optical Society of America
OPTICAL SOC AMER, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.21.017869
DOI ID:10.1364/OE.21.017869, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000322366300049 - Performance of random number generators using noise-based superluminescent diode and chaos-based semiconductor lasers
T. Yamazaki and A. Uchida
IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 巻:19, 号:4, 開始ページ:0600309, 終了ページ:1-0600309-9, 2013年 - Synchronized semiconductor lasers for secure key distribution
A. Uchida, H. Koizumi, I. Kakesu, K. Yoshimura, J. Muramatsu, and P. Davis
SPIE Newsroom, 2013年 - Complexity and frequency bandwidth in unidirectionally-coupled semiconductor lasers with optical feedback
Kazutaka Kanno; Atsushi Uchida
Optics InfoBase Conference Papers, 2013年
We investigate complexity and frequency bandwidth in coupled semiconductor lasers. The enhancement of the bandwidth does not depend on the complexity, whereas, the second peak of the auto-correlation function is related to the complexity. © OSA 2013.
Optical Society of America (OSA), 英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
DOI:https://doi.org/10.1364/fio.2013.ftu3a.11
DOI ID:10.1364/fio.2013.ftu3a.11, ISSN:2162-2701, SCOPUS ID:85087599691 - Statistical evaluation of correlation for physical random number generation with chaotic semiconductor lasers
Kento Iwakawa; Kazutaka Kanno; Ryohsuke Sakuraba; Yasuhiro Akizawa; Atsushi Uchida
Optics InfoBase Conference Papers, 2013年
We propose the bias of the probability of correspondence between a random bit sequence and its delayed bit sequence to evaluate correlation of random bits generated from chaotic semiconductor lasers. © OSA 2013.
Optical Society of America (OSA), 英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
DOI:https://doi.org/10.1364/fio.2013.fm3c.5
DOI ID:10.1364/fio.2013.fm3c.5, ISSN:2162-2701, SCOPUS ID:85085403991 - Bounded Observabilityに基づく秘密鍵配送
村松 純; 吉村 和之; デイビス ピーター; 内田 淳史; 原山 卓久
応用数理, 巻:23, 号:1, 開始ページ:11, 終了ページ:20, 2013年
This paper reviews a secret key distribution based on 'Bounded Observability.' First, the secret key agreement from correlated sources is introduced. Next, the notion of Bounded Observability is introduced. This notion means the practical difficulty of completely observing physical phenomena that are too fast, or too large, or too complex. Finally, a secret key distribution scheme by using correlated physical randomness in lasers driven by common random light is introduced.
一般社団法人 日本応用数理学会, 日本語
DOI:https://doi.org/10.11540/bjsiam.23.1_11
DOI ID:10.11540/bjsiam.23.1_11, ISSN:0917-2270, CiNii Articles ID:110009596998, CiNii Books ID:AN10288886 - Consistency and complexity in coupled semiconductor lasers with time-delayed optical feedback
K. Kanno and A. Uchida
Physical Review E, 巻:86, 号:6, 開始ページ:066202, 終了ページ:1-9, 2012年12月, [査読有り]
Consistency of response in a system driven repeatedly by a complex signal has been observed in many nonlinear dynamical systems. We investigate the consistency of unidirectionally coupled semiconductor lasers with optical feedback and measure the complexity of the entire laser system by using the Lyapunov spectrum. The complexity strongly depends on the degree of consistency. It is found that the complexity of the coupled laser system can be classified into three regions. When the system shows consistency, the complexity of the entire laser system corresponds to that of the solitary drive laser. In the inconsistency region, the complexity of the entire laser system corresponds to the sum of the complexity of the uncoupled drive and response lasers. The complexity increases more than the sum of the two solitary lasers near the boundary of the consistency region, where new dynamical fluctuations appear due to the optical carrier interaction between the two lasers.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.86.066202
DOI ID:10.1103/PhysRevE.86.066202, ISSN:1539-3755, Web of Science ID:WOS:000311928400003 - Noise amplification by chaotic dynamics in a delayed feedback laser system and its application to nondeterministic random bit generation
S. Sunada, T. Harayama, P. Davis, K. Tsuzuki, K. Arai, K. Yoshimura, and A. Uchida
Chaos, 巻:22, 号:4, 開始ページ:047513, 終了ページ:1-9, 2012年12月, [査読有り]
We present an experimental method for directly observing the amplification of microscopic intrinsic noise in a high-dimensional chaotic laser system, a laser with delayed feedback. In the experiment, the chaotic laser system is repeatedly switched from a stable lasing state to a chaotic state, and the time evolution of an ensemble of chaotic states starting from the same initial state is measured. It is experimentally demonstrated that intrinsic noises amplified by the chaotic dynamics are transformed into macroscopic fluctuating signals, and the probability density of the output light intensity actually converges to a natural invariant probability density in a strongly chaotic regime. Moreover, with the experimental method, we discuss the application of the chaotic laser systems to physical random bit generators. It is experimentally shown that the convergence to the invariant density plays an important role in nondeterministic random bit generation, which could be desirable for future ultimate secure communication systems. (C) 2012 American Institute of Physics. [http://dx.doi.org/10.1063/1.4754872]
AMER INST PHYSICS, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1063/1.4754872
DOI ID:10.1063/1.4754872, ISSN:1054-1500, Web of Science ID:WOS:000312831600064 - Fast random number generation with bandwidth-enhanced chaotic semiconductor lasers at 8 × 50 Gb/s
Y. Akizawa, T. Yamazaki, A. Uchida, T. Harayama, S. Sunada, K. Arai, K. Yoshimura, and P. Davis
IEEE Photonics Technology Letters, 巻:24, 号:12, 開始ページ:1042, 終了ページ:1044, 2012年06月, [査読有り]
We propose a scheme for fast random number generation with bandwidth-enhanced chaotic semiconductor lasers. Chaotic laser intensity output and its time-delayed signal are sampled at 50 GigaSample per second and converted into eight-bit values. The order of the eight-bit samples of the time-delayed signal is reversed, and bitwise exclusive-or operation is executed between the bit-order-reversed samples and the original eight-bit samples. With this method, it is not necessary to eliminate any of the bits in eight-bit samples in order to obtain good-quality random bit sequences. The equivalent generation rate of 8 x 50 Gb/s is achieved in an experiment using bandwidth-enhanced chaotic semiconductor lasers.
IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1109/LPT.2012.2193388
DOI ID:10.1109/LPT.2012.2193388, ISSN:1041-1135, Web of Science ID:WOS:000304153600003 - Experiment on synchronization of semiconductor lasers by common injection of constant-amplitude random-phase light
H. Aida, M. Arahata, H. Okumura, H. Koizumi, A. Uchida, K. Yoshimura, J. Muramatsu, and P. Davis
Optics Express, 巻:20, 号:11, 開始ページ:11813, 終了ページ:11829, 2012年05月, [査読有り]
We experimentally and numerically observe the synchronization between two semiconductor lasers induced by common optical injection with constant-amplitude and random-phase modulation in configurations with and without optical feedback. Large cross correlation (similar to 0.9) between the intensity oscillations of the two response lasers can be achieved although the correlation between the drive laser and either one of the two response lasers is very small (similar to 0.2). High quality synchronization is achieved in the presence of optical feedback in response lasers with matched feedback phase offset. We investigate the dependence of synchronization on parameter values over wide parameter ranges. (c) 2012 Optical Society of America
OPTICAL SOC AMER, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.20.011813
DOI ID:10.1364/OE.20.011813, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000304403100026 - Theory of fast nondeterministic physical random-bit generation with chaotic lasers
T. Harayama, S. Sunada, K. Yoshimura, J. Muramatsu, K. Arai, A. Uchida, and P. Davis
Physical Review E, 巻:85, 号:4, 開始ページ:046215, 終了ページ:1-9, 2012年04月, [査読有り]
We theoretically show that completely stochastic fast physical random bit generation at a rate of more than one gigabit per second can be realized by using lasers with optical delayed feedback which creates high-dimensional chaos of laser light outputs. The theory is based on the mixing property of chaos, which transduces microscopic quantum noise of spontaneous emission in lasers into random transitions between discrete macroscopic states.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.85.046215
DOI ID:10.1103/PhysRevE.85.046215, ISSN:1539-3755, Web of Science ID:WOS:000303191800001 - Secure key distribution using correlated randomness in lasers driven by common random light
K. Yoshimura, J. Muramatsu, P. Davis, T. Harayama, H. Okumura, S. Morikatsu, H. Aida, and A. Uchida
Physical Review Letters, 巻:108, 号:6, 開始ページ:070602, 終了ページ:1-5, 2012年02月, [査読有り]
We propose a secure key distribution scheme based on correlated physical randomness in remote optical scramblers driven by common random light. The security of the scheme depends on the practical difficulty of completely observing random optical phenomena. We describe a particular realization using the synchronization of semiconductor lasers injected with common light of randomly varying phase. We experimentally demonstrate the feasibility of the scheme over a distance of 120 km.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.070602
DOI ID:10.1103/PhysRevLett.108.070602, ISSN:0031-9007, Web of Science ID:WOS:000300247100001 - Nonlinear dynamics and chaos synchronization in Mackey-Glass electronic circuits with multiple time-delayed feedback
M. Tateno and A. Uchida
Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, 巻:3, 号:2, 開始ページ:155, 終了ページ:164, 2012年, [査読有り]
研究論文(学術雑誌) - Theory and experiments of fast non-deterministic random bit generation using on-chip chaos lasers
Satoshi Sunada; Takahisa Harayama; Kenichi Arai; Jun Muramatsu; Kazuyuki Yoshimura; Ken Tsuzuki; Peter Davis; Atsushi Uchida
IUTAM SYMPOSIUM ON 50 YEARS OF CHAOS: APPLIED AND THEORETICAL, 巻:5, 開始ページ:190, 終了ページ:194, 2012年, [査読有り]
We report physical random bit generation with on-chip chaos lasers. The design of the laser device is based on a theoretical model for non-deterministic random bit generation by amplification of microscopic noise. It is shown that the bit sequences generated at rates up to 2.08 gigabit per second (Gbit/s) pass a standard statistical test suite of randomness. (c) 2012 Published by Elsevier Ltd. Selection and/or Peer-review under responsibility of Takashi Hikihara and Tsutomu Kambe
ELSEVIER SCIENCE BV, 英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
DOI:https://doi.org/10.1016/j.piutam.2012.06.025
DOI ID:10.1016/j.piutam.2012.06.025, ISSN:2210-9838, Web of Science ID:WOS:000314360900024 - Generalized synchronization and complexity in unidirectionally coupled dynamical systems
Kanno Kazutaka; Uchida Atsushi
Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, 巻:3, 号:2, 開始ページ:143, 終了ページ:154, 2012年, [査読有り]
We investigate generalized synchronization and complexity in unidirectionally coupled Rössler systems and Mackey-Glass systems with time-delayed feedback. The generalized synchronization is measured by using two identical response systems which are driven by a common drive system. To measure the complexity, KS entropy and KY dimension are calculated quantitatively from the Lyapunov spectrum by using the linearized equations. The response systems show generalized synchronization for large coupling strengths. The entropy and dimensionality decrease as the coupling strength is increased. The minimum value of entropy is obtained at the condition of generalized synchronization, whose value corresponds to the entropy for the solitary drive system, even though the temporal waveforms of the drive and response systems are significantly different. The maximum entropy is achieved outside the region where generalized synchronization is achieved, whose value almost corresponds to the sum of those of the two solitary drive and response systems. It is found that the coupling effect changes the entropy within these two values. The dimensionality decreases monotonically even within the region of generalized synchronization.
一般社団法人 電子情報通信学会, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1587/nolta.3.143
DOI ID:10.1587/nolta.3.143, ISSN:2185-4106, CiNii Articles ID:130002139286 - Estimation of entropy rate in a fast physical random-bit generator using a chaotic semiconductor laser with intrinsic noise
T. Mikami, K. Kanno, K. Aoyama, A. Uchida, T. Ikeguchi, T. Harayama, S. Sunada, K. Arai, K. Yoshimura, and P. Davis
Physical Review E, 巻:85, 号:1, 開始ページ:016211, 終了ページ:1-7, 2012年01月, [査読有り]
We analyze the time for growth of bit entropy when generating nondeterministic bits using a chaotic semiconductor laser model. The mechanism for generating nondeterministic bits is modeled as a 1-bit sampling of the intensity of light output. Microscopic noise results in an ensemble of trajectories whose bit entropy increases with time. The time for the growth of bit entropy, called the memory time, depends on both noise strength and laser dynamics. It is shown that the average memory time decreases logarithmically with increase in noise strength. It is argued that the ratio of change in average memory time with change in logarithm of noise strength can be used to estimate the intrinsic dynamical entropy rate for this method of random bit generation. It is also shown that in this model the entropy rate corresponds to the maximum Lyapunov exponent.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.85.016211
DOI ID:10.1103/PhysRevE.85.016211, ISSN:1539-3755, Web of Science ID:WOS:000299957000004 - 共通ランダム位相変調光による半導体レーザーの同期
吉村 和之; 内田 淳史; デイビス ピーター; 村松 純; 原山 卓久; 砂田 哲
レーザー研究, 巻:39, 号:7, 開始ページ:520, 終了ページ:524, 2011年07月, [査読有り]
We numerically study the synchronization of two semiconductor lasers subject to injection of common
The Laser Society of Japan, 日本語
DOI ID:10.2184/lsj.39.520, ISSN:0387-0200, CiNii Articles ID:10029239156, CiNii Books ID:AN00255326 - 時間遅延した戻り光を有する半導体レーザーの複雑性解析
菅野 円隆; 内田 淳史
レーザー研究, 巻:39, 号:7, 開始ページ:543, 終了ページ:549, 2011年07月, [査読有り]
We investigate the complexity of chaotic temporal dynamics in a semiconductor laser with time-delayed
The Laser Society of Japan, 日本語
DOI ID:10.2184/lsj.39.543, ISSN:0387-0200, CiNii Articles ID:10029239232, CiNii Books ID:AN00255326 - Random optical pulse generation with bistable semiconductor ring lasers
S. Sunada, T. Harayama, K. Arai, K. Yoshimura, K. Tsuzuki, A. Uchida, and P. Davis
Optics Express, 巻:19, 号:8, 開始ページ:7439, 終了ページ:7450, 2011年04月, [査読有り]
We experimentally show that a random optical pulse train can be generated by modulating a bistable semiconductor ring laser. When the ring laser is switched from the monostable to the bistable regime, it randomly selects one of two different stable unidirectional lasing modes, clockwise or counterclockwise modes. Non-deterministic random pulse sequences are generated by driving the switch parameter, the injection current, with a periodic pulse signal. The origin of the nondeterministic randomness is the amplified spontaneous emission noise coupled to the counter-propagating lasing modes. The statistical randomness properties are optimized by adjusting the relative strength of amplified spontaneous emission noise sources for the two lasing modes. It is also shown that it is possible to generate optical pulse sequences which pass a standard suite of statistical randomness tests. (C) 2011 Optical Society of America
OPTICAL SOC AMER, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.19.007439
DOI ID:10.1364/OE.19.007439, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000290482500041 - Chaos laser chips with delayed optical feedback using a passive ring waveguide
S. Sunada, T. Harayama, K. Arai, K. Yoshimura, P. Davis, K. Tsuzuki, and A. Uchida
Optics Express, 巻:19, 号:7, 開始ページ:5713, 終了ページ:5724, 2011年03月, [査読有り]
We report a novel chaos semiconductor laser chip in which a distributed feedback (DFB) laser, two semiconductor optical amplifiers (SOAs) and a photodiode (PD) are monolithically integrated with a passive ring waveguide. The ring-type structure with the two separate SOAs achieves stronger delayed optical feedback compared to previous chaos laser chips which use linear waveguide and facet-reflection. The integrated PD allows efficient detection of the optical signal with low optical loss. A rich variety of dynamical behaviors and optical signals can be selectively generated via injection currents to the two separate SOAs. In particular, the strong optical feedback makes possible the generation of strong broadband optical chaos, with very flat spectrum of +/- 6.5 dB up to 10 GHz. The stability and quality of the chaotic mode is demonstrated using strict statistical tests of randomness applied to long binary sequences extracted by sampling the optical intensity signal. (c) 2011 Optical Society of America
OPTICAL SOC AMER, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.19.005713
DOI ID:10.1364/OE.19.005713, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000288852700001 - Fast nondeterministic random-bit generation using on-chip chaos lasers
T. Harayama, S. Sunada, K. Yoshimura, P. Davis, K. Tsuzuki, and A. Uchida
Physical Review A, 巻:83, 号:3, 開始ページ:031803(R), 終了ページ:1-4, 2011年03月, [査読有り]
It is shown that broadband chaos suitable for fast nondeterministic random-bit generation in small devices can be achieved in a semiconductor laser with a short external cavity. The design of the device is based on a theoretical model for nondeterministic random-bit generation by amplification of microscopic noise. Moreover, it is demonstrated that bit sequences passing common tests of statistical randomness at rates up to 2.08 Gbits/s can be generated using on-chip lasers with a monolithically integrated external cavity, amplifiers, and a photodetector.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevA.83.031803
DOI ID:10.1103/PhysRevA.83.031803, ISSN:1050-2947, Web of Science ID:WOS:000288385400001 - Reliability and synchronization in a delay-coupled neuronal network with synaptic plasticity
T. Perez and A. Uchida
Physical Review E, 巻:83, 開始ページ:061915, 終了ページ:1-6, 2011年, [査読有り] - Generation of orthogonal codes with chaotic optical systems
D. Rontani, A. Locquet, M. Sciamanna, D. S. Citrin, and A. Uchida
Optics Letters, 巻:36, 号:12, 開始ページ:2287, 終了ページ:2289, 2011年, [査読有り] - 光のランダム現象を応用した超高速物理乱数生成器の研究開発の最新動向
内田 淳史
レーザー研究, 巻:39, 号:7, 開始ページ:508, 終了ページ:514, 2011年, [査読有り] - Complexity analysis in optically-coupled chaotic semiconductor lasers with consistency
Kazutaka Kanno; Atsushi Uchida
Optics InfoBase Conference Papers, 2011年
The complexity of optically-coupled chaotic semiconductor lasers is quantitatively evaluated in terms of the entropy. It is found that the complexity is strongly dependent of the consistency of the two coupled lasers. FIO/ LS Technical Digest © 2011 OSA.
Optical Society of America (OSA), 英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
DOI:https://doi.org/10.1364/fio.2011.fthm3
DOI ID:10.1364/fio.2011.fthm3, ISSN:2162-2701, SCOPUS ID:85088182187 - Fast physical random number generation with bandwidth enhancement of chaotic semiconductor lasers
Taiki Yamazaki; Yasuhiro Akizawa; Atsushi Uchida; Takahisa Harayama; Satoshi Sunada; Kazuyuki Yoshimura; Peter Davis
Optics InfoBase Conference Papers, 2011年
We experimentally demonstrate random bit generation using multi-bit samples of bandwidth-enhanced chaos in semiconductor lasers. The bit generation rate of 75 Gigabit per second is achieved. FIO/ LS Technical Digest © 2011 OSA.
研究論文(国際会議プロシーディングス)
Scopus:https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84893531812&origin=inward
Scopus Citedby:https://www.scopus.com/inward/citedby.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84893531812&origin=inward
eISSN:2162-2701, SCOPUS ID:84893531812 - Numerical Analysis of Chaos Synchronization in Semiconductor Lasers Subject to a Common Drive Signal
Isao Oowada; Toru Yamamoto; Atsushi Uchida; Shigeru Yoshimori; Kazuyuki Yoshimura; Jun Muramatsu; Shin-itiro Goto; Peter Davis
ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN, 巻:93, 号:5, 開始ページ:50, 終了ページ:58, 2010年05月, [査読有り]
Chaos synchronization of two semiconductor lasers commonly driven by a chaotic semiconductor laser subject to optical feedback was observed. Strongly correlated chaos synchronization between the two response lasers was observed even when the correlation between the drive and response lasers was low. It is shown that the cross correlation between the two responses is larger than that between the drive and response lasers over a wide parameter region. (C) 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electron Comm Jpn, 93(5): 50-58, 2010; Published online in Wiley Inter Science (www.interscience.wiley.com). DOI 10.1002/ecj.10200
SCRIPTA TECHNICA-JOHN WILEY & SONS, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1002/ecj.10200
DOI ID:10.1002/ecj.10200, ISSN:1942-9533, Web of Science ID:WOS:000277744000007 - Fast random bit generation with bandwidth-enhanced chaos in semiconductor lasers
K.Hirano, T.Yamazaki, S.Morikatsu, H.Okumura, H.Aida, A.Uchida, S.Yoshimori, K.Yoshimura, T.Harayama, and P.Davis
Optics Express, 巻:18, 号:6, 開始ページ:5512, 終了ページ:5524, 2010年03月, [査読有り]
We experimentally demonstrate random bit generation using multi-bit samples of bandwidth-enhanced chaos in semiconductor lasers. Chaotic fluctuation of laser output is generated in a semiconductor laser with optical feedback and the chaotic output is injected into a second semiconductor laser to obtain a chaotic intensity signal with bandwidth enhanced up to 16 GHz. The chaotic signal is converted to an 8-bit digital signal by sampling with a digital oscilloscope at 12.5 Giga samples per second (GS/s). Random bits are generated by bitwise exclusive-OR operation on corresponding bits in samples of the chaotic signal and its time-delayed signal. Statistical tests verify the randomness of bit sequences obtained using 1 to 6 bits per sample, corresponding to fast random bit generation rates from 12.5 to 75 Gigabit per second (Gb/s) (= 6 bit x 12.5 GS/s). (C) 2010 Optical Society of America
Optical Society of America, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.18.005512
DOI ID:10.1364/OE.18.005512, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000276002500019 - 光注入により帯域拡大された半導体レーザにおけるカオス同期実験
奥村 悠, 会田 裕貴, 内田 淳史
埼玉大学工学部紀要, 巻:43, 開始ページ:29, 終了ページ:32, 2010年 - Characteristics of fast physical random bit generation using chaotic semiconductor lasers
K.Hirano, K.Amano, A.Uchida, S.Naito, M.Inoue, S.Yoshimori, K.Yoshimura, and P.Davis
IEEE Journal of Quantum Electronics, 巻:45, 号:11, 開始ページ:1367, 終了ページ:1379, 2009年11月, [査読有り]
We investigate the characteristics of fast random bit generation using chaotic semiconductor lasers. The optical amplitudes of two lasers with chaotic oscillations induced by optical feedback are each sampled at a fixed rate to extract binary bit sequences which are then combined by an exclusive-OR operation to obtain a single random bit sequence. Bit sequences generated at rate of 1 Giga bit per second are verified to pass statistical tests of randomness. We describe the dependence of randomness on laser parameters, in particular the injection current, the external cavity length and the feedback strength. The results provide clear empirical guidelines for tuning the chaotic laser parameters to achieve random bit sequences. This study shows that chaotic laser devices can be fast and reliable sources of physical entropy for computing and communication applications.
IEEE, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1109/JQE.2009.2031310
DOI ID:10.1109/JQE.2009.2031310, ISSN:0018-9197, eISSN:1558-1713, Web of Science ID:WOS:000271138800001 - Synchronization of bandwidth-enhanced chaos in semiconductor lasers with optical feedback and injection
H.Someya, I.Oowada, H.Okumura, T.Kida, and A.Uchida
Optics Express, 巻:17, 号:22, 開始ページ:19536, 終了ページ:19543, 2009年10月, [査読有り]
We experimentally investigate the generation and synchronization of bandwidth-enhanced chaos in a semiconductor laser (drive laser) that is subject to optical injection from another chaotic semiconductor laser (injection laser) with optical feedback. Effective bandwidth enhancement is achieved over 12 GHz, under the condition in which the optical wavelength of the drive laser is positively detuned with respect to that of the injection laser, outside the injection locking range. The bandwidth-enhanced chaotic signal of the drive laser is injected into a third semiconductor laser (response laser) for synchronization. Synchronization of chaos with a bandwidth greater than 12 GHz is observed between the drive and response lasers, under the condition in which the optical wavelength of the response laser is negatively detuned with respect to that of the drive laser, satisfying the injection locking condition. High-quality chaos synchronization is observed within the injection locking range between the drive and response lasers and under the condition of a low relaxation oscillation frequency of the response laser. (c) 2009 Optical Society of America
Optical Society of America, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.17.019536
DOI ID:10.1364/OE.17.019536, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000271629200021 - Analysis of attenuation of HTS strip line using time-dependent-Ginzburg-Landau equation
T.Shimizu, A.Uchida, and S.Yoshimori
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 巻:19, 号:3, 開始ページ:2886, 終了ページ:2888, 2009年06月, [査読有り]
Since the photon energy of the electromagnetic waves in the millimeter wave and the THz regions is not small enough compared with the superconducting energy gap of the HTS at 77 K, we analyzed the propagation properties of the HTS strip lines in the millimeter wave and the THz regions using the two dimensional time-dependent-Ginzburg-Landau equation. Since the crystal structure of the HTS was anisotropic, the attenuation of the HTS strip line made of c-axis oriented thin film was about 1000 dB/mu m at 50 K. On the other hand, the attenuation of the HTS strip line made of a-axis oriented thin film was only 10 dB/m at 50 K.
IEEE, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1109/TASC.2009.2018079
DOI ID:10.1109/TASC.2009.2018079, ISSN:1051-8223, Web of Science ID:WOS:000268282200084 - Synchronization by injection of common chaotic signal in semiconductor lasers with optical feedback
I.Oowada, H.Ariizumi, M.Li, S.Yoshimori, A.Uchida, K.Yoshimura, and P.Davis
Optics Express, 巻:17, 号:12, 開始ページ:10025, 終了ページ:10034, 2009年06月, [査読有り]
We investigate the dynamics of two semiconductor lasers with separate optical feedback when they are driven by a common signal injected from a chaotic laser under the condition of non-identical drive and response. We experimentally and numerically show conditions under which the outputs of the two lasers can be highly correlated with each other even though the correlation with the drive signal is low. In particular, the effects of the phase of the feedback light on the correlation characteristics are described. The maximum correlation between the two response lasers is obtained when the phase of the feedback light is matched between the two response lasers, while the minimum correlation is observed when the difference in the optical phase is p. On the other hand, the correlation between the drive and response is not sensitive to the phase of the feedback light, unlike the previously studied case of identical drive and response. We numerically examine the difference between the maximum and minimum cross correlations over a wide range of parameters, and show that it is largest when there is a balance between the injection strength and the feedback strength. (C) 2009 Optical Society of America
Optical Society of America, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.17.010025
DOI ID:10.1364/OE.17.010025, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000266906400055 - Differential-phase-shift quantum key distribution experiment using fast physical random bit generator with chaotic semiconductor lasers
T.Honjo, A.Uchida, K.Amano, K.Hirano, H.Someya, H.Okumura, K.Yoshimura, P.Davis, and Y.Tokura
Optics Express, 巻:17, 号:11, 開始ページ:9053, 終了ページ:9061, 2009年05月, [査読有り]
A high speed physical random bit generator is applied for the first time to a gigahertz clocked quantum key distribution system. Random phase-modulation in a differential-phase-shift quantum key distribution (DPS-QKD) system is performed using a 1-Gbps random bit signal which is generated by a physical random bit generator with chaotic semiconductor lasers. Stable operation is demonstrated for over one hour, and sifted keys are successfully generated at a rate of 9.0 kbps with a quantum bit error rate of 3.2% after 25-km fiber transmission. (C) 2009 Optical Society of America
Optical Society of America, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.17.009053
DOI ID:10.1364/OE.17.009053, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000266382200038 - Synchronization of chaotic semiconductor lasers by optical injection with random phase modulation
S.Goto, P.Davis, K.Yoshimura, and A.Uchida
Optical and Quantum Electronics, 巻:41, 号:3, 開始ページ:137, 終了ページ:149, 2009年02月, [査読有り]
It is shown that identical synchronization of two chaotic semiconductor lasers can be achieved by injection of a common optical signal with randomly varying phase. An optical signal with randomly modulated phase is injected into two semiconductor lasers which have chaotic oscillations due to optical feedback. Strong correlation between complex intensity oscillations of the two lasers is observed even though the intensity of the common injection signal is constant. Characteristic properties of this type of synchronization are shown, in particular, the dependence of the synchronization threshold on the injection strength and the rate of phase modulation, and the dependence of the intensity correlation on the difference in phase of optical feedback.
Springer, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1007/s11082-009-9333-y
DOI ID:10.1007/s11082-009-9333-y, ISSN:0306-8919, eISSN:1572-817X, Web of Science ID:WOS:000272318400001 - Synchronization of broadband chaos in semiconductor lasers with optical injection
H.Okumura, A.Uchida, H.Someya, I.Oowada, and T.Kida
Proceedings of 2009 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications, 巻:1, 2009年
IEICE - Characteristics of robust random bit generation using fast chaotic semiconductor lasers
K.Hirano, K.Amano, A.Uchida, M.Inoue, S.Naito, S.Yoshimori, K.Yoshimura, and P.Davis
Proceedings of 2009 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications, 巻:1, 2009年
IEICE - Amplification of noise in chaotic semiconductor lasers used for fast physical random bit generation
K.Aoyama, A.Uchida, K.Yoshimura, and P.Davis
Proceedings of 2009 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications, 巻:1, 2009年
IEICE - Fast physical random bit generator based on chaotic semiconductor lasers: Application to quantum cryptography
Atsushi Uchida; Toshimori Honjo; Kazuya Amano; Kunihito Hirano; Hiroyuki Someya; Haruka Okumura; Shigeru Yoshimori; Kazuyuki Yoshimura; Peter Davis; Yasuhiro Tokura
CLEO/Europe - EQEC 2009 - European Conference on Lasers and Electro-Optics and the European Quantum Electronics Conference, 2009年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
DOI:https://doi.org/10.1109/CLEOE-EQEC.2009.5192510
DOI ID:10.1109/CLEOE-EQEC.2009.5192510, SCOPUS ID:70449564544 - Experimental evaluation of fast random bit sequence generation using chaotic semiconductor lasers
Atsushi Uchida; Kunihito Hirano; Amano Kazuya; Masaki Inoue; Sunao Naito; Hiroyuki Someya; Isao Oowada; Shigeru Yoshimori; Kazuyuki Yoshimura; Peter Davis
CLEO/Europe - EQEC 2009 - European Conference on Lasers and Electro-Optics and the European Quantum Electronics Conference, 2009年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
DOI:https://doi.org/10.1109/CLEOE-EQEC.2009.5191703
DOI ID:10.1109/CLEOE-EQEC.2009.5191703, SCOPUS ID:70449570975 - Independent component analysis of mixed chaos in electronic circuits
M. Kuraya; A. Uchida; S. Sano; S. Yoshimori; K. Umeno
ELECTRONICS LETTERS, 巻:44, 号:3, 開始ページ:248, 終了ページ:249, 2008年01月, [査読有り]
Blind source separation of chaos generated in Mackey-Glass electronic circuits is demonstrated by using independent component analysis (ICA). Chaotic signals are mixed together with randomly selected mixing ratio and ICA is applied to the mixed chaotic signals for signal separation. Separation ability of ICA for a large number of mixed chaotic signals is also investigated.
INST ENGINEERING TECHNOLOGY-IET, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1049/el:20083098
DOI ID:10.1049/el:20083098, ISSN:0013-5194, Web of Science ID:WOS:000252959700054 - Blind source separation of chaotic laser signals by independent component analysis
Masahiko Kuraya; Atsushi Uchida; Shigeru Yoshimori; Ken Umeno
OPTICS EXPRESS, 巻:16, 号:2, 開始ページ:725, 終了ページ:730, 2008年01月
We experimentally demonstrate blind source separation of chaos generated in Nd:YVO4 microchip solid-state lasers by using independent component analysis. Two chaotic source signals are linearly mixed with randomly selected mixing ratio and independent component analysis is applied for the mixed signals to extract the source signals. We investigate blind source separation of many chaotic laser signals and succeed 100-signal separation of chaotic temporal waveforms. Longer temporal waveforms are required with increase of the number of mixed signals. (C) 2008 Optical Society of America.
OPTICAL SOC AMER, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.16.000725
DOI ID:10.1364/OE.16.000725, ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000252479700025 - Fractal dimension of chaotic light scattering in regular polyhedral mirror ball structures
Kazuya Amano; Daisuke Narimatsu; Satoshi Sotome; Shinya Tashiro; Atsushi Uchida; Shigeru Yoshimori
PHYSICAL REVIEW E, 巻:76, 号:4, 2007年10月, [査読有り]
We experimentally observe fractal patterns of chaotic light scattering in regular polyhedral mirror ball structures that consist of spherical reflectors located at the vertices of polyhedra as optical scattering devices. We measure the fractal dimension of the basin boundaries of the light scattering patterns in the regular polyhedral mirror ball structures.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.76.046213
DOI ID:10.1103/PhysRevE.76.046213, ISSN:1539-3755, Web of Science ID:WOS:000250622100043 - Common-chaotic-signal induced synchronization in semiconductor lasers
Toru Yamamoto; Isao Oowada; Hoipang Yip; Atsushi Uchida; Shigeru Yoshimori; Kazuyuki Yoshimura; Jun Muramatsu; Shin-itiro Goto; Peter Davis
OPTICS EXPRESS, 巻:15, 号:7, 開始ページ:3974, 終了ページ:3980, 2007年04月, [査読有り]
We experimentally and numerically observe synchronization of two semiconductor lasers commonly driven by a chaotic semiconductor laser subject to optical feedback. Under condition that the relaxation oscillation frequency is matched between the two response lasers, but mismatched between the drive and the two response lasers, we show that it is possible to observe strongly correlated synchronization between the two response lasers even when the correlation between the drive and response lasers is low. We also show that the cross correlation between the two responses is larger than that between drive and responses over a wide parameter region. (c) 2007 Optical Society of America.
OPTICAL SOC AMER, 英語, 研究論文(学術雑誌)
ISSN:1094-4087, Web of Science ID:WOS:000245406400036 - レーザーにおけるコンシステンシー
内田 淳史; 吉森 茂; McAllister Ryan; ROY Rajarshi
レーザー研究, 巻:35, 号:1, 開始ページ:38, 終了ページ:42, 2007年01月
We experimentally and numerically investigate consistency of response output in a Nd: YAG microchip laser driven repeatedly by chaos and colored noise with different bandwidths. An increase of consistency is observed as the amplitude, of the drive signal is increased for both chaos and colored noise drive signals. After reaching an optimal value the consistency begins to decrease due to the deterministic dynamics of the nonlinear response as shown by the change in sign of the conditional Lyapunov exponent.
The Laser Society of Japan, 日本語
DOI:https://doi.org/10.2184/lsj.35.1_38
DOI ID:10.2184/lsj.35.1_38, ISSN:0387-0200, CiNii Articles ID:10018703493, CiNii Books ID:AN00255326 - Synchronization of chaos in mutually coupled VCSELs: Numerical study
Krassimir Panajotov; Atsushi Uchida; Marc Sciamanna
Conference on Lasers and Electro-Optics Europe - Technical Digest, 2007年, [査読有り]
英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
DOI:https://doi.org/10.1109/CLEOE-IQEC.2007.4387005
DOI ID:10.1109/CLEOE-IQEC.2007.4387005, SCOPUS ID:51249086515 - Dual synchronization of chaos in Mackey-Glass electronic circuits with time-delayed feedback
Satoshi Sano; Atsushi Uchida; Shigeru Yoshimori; Rajarshi Roy
PHYSICAL REVIEW E, 巻:75, 号:1, 2007年01月, [査読有り]
We experimentally and numerically demonstrate the dual synchronization of chaos in two pairs of one-way-coupled Mackey-Glass electronic circuits with time-delayed feedback. The outputs of the two drive circuits are mixed and used both for the feedback signal to the two drive circuits and for the transmission signal to the two response circuits. We investigate the regions for achieving dual synchronization of chaos when the delay time is mismatched between the drive and response circuits.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.75.016207
DOI ID:10.1103/PhysRevE.75.016207, ISSN:1539-3755, Web of Science ID:WOS:000243893700025 - Chaotic dynamics and synchronization in microchip solid-state lasers with optoelectronic feedback
Atsushi Uchida; Keisuke Mizumura; Shigeru Yoshimori
PHYSICAL REVIEW E, 巻:74, 号:6, 2006年12月, [査読有り]
We experimentally observe the dynamics of a two-mode Nd:YVO4 microchip solid-state laser with optoelectronic feedback. The total laser output is detected and fed back to the injection current of the laser diode for pumping. Chaotic oscillations are observed in the microchip laser with optoelectronic self-feedback. We also observe the dynamics of two microchip lasers coupled mutually with optoelectronic link. The output of one laser is detected by a photodiode and the electronic signal converted from the laser output is sent to the pumping of the other laser. Chaotic fluctuation of the laser output is observed when the relaxation oscillation frequency is close to each other between the two microchip lasers. Synchronization of periodic wave form is also obtained when the microchip lasers have a single-longitudinal mode.
AMERICAN PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.74.066206
DOI ID:10.1103/PhysRevE.74.066206, ISSN:1539-3755, Web of Science ID:WOS:000243165900029 - Chaotic oscillations in Josephson tetrode
A Uchida; H Iida; N Maki; M Osawa; S Yoshimori
IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY, 巻:14, 号:4, 開始ページ:2064, 終了ページ:2070, 2004年12月
We numerically demonstrate the generation of chaos in a four-terminal superconductive device made of five Josephson weak-link junctions, which is referred to as "Josephson tetrode," for the applications of ultrafast random signal generations at frequencies of hundreds of gigahertz. In the Josephson tetrode, two junctions are series-connected and three junctions are parallel-connected. We calculate the dynamics of electrical voltages across the junctions when one of the normal resistances is varied. We confirm the generation of chaos by using a bifurcation diagram, three-dimensional attractors, and the Poincare sections. The bifurcation diagram can be interpreted as the quasi-periodicity-breakdown scenario to chaos. We clarify that the mechanism of the generation of chaos is a nonlinear frequency mixing among three independent voltages across the junctions. The condition of the generation of chaos can be predicted from the values of the coefficients in the equations of our model.
IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1109/TASC.2004.838314
DOI ID:10.1109/TASC.2004.838314, ISSN:1051-8223, Web of Science ID:WOS:000225707500006 - Transient characteristics of chaos synchronization in a semiconductor laser subject to optical feedback
A Uchida; N Shibasaki; S Nogawa; S Yoshimori
PHYSICAL REVIEW E, 巻:69, 号:5, 2004年05月
We have investigated the transient characteristics of two types of chaos synchronization in a semiconductor laser subject to optical feedback: complete synchronization and strong injection locking-type synchronization. We have calculated the statistical distribution of the transient response time of synchronization when the initial position in the starting attractor is varied. For complete synchronization, the distribution of the transient response time has much larger average and variance than the average period of the chaotic oscillations. Conversely, a short transient response time is obtained for strong injection locking-type synchronization. We found that the transient response time is dependent upon the maximum Lyapunov exponent of the chaotic temporal waveform for complete synchronization, whereas it is almost constant for strong injection locking-type synchronization.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.69.056201
DOI ID:10.1103/PhysRevE.69.056201, ISSN:1539-3755, Web of Science ID:WOS:000221813400030 - Generalized synchronization of chaos in He-Ne lasers
A Uchida; K Higa; T Shiba; S Yoshimori; F Kuwashima; H Iwasawa
PHYSICAL REVIEW E, 巻:68, 号:1, 2003年07月
We experimentally demonstrate synchronization of chaos in one-way coupled He-Ne lasers with optical feedback. We observe different types of synchronization such as identical synchronization, inverse synchronization, and random amplification. These dynamics are maintained only for a short duration of several hundred milliseconds. We also observe generalized synchronization of chaos by using one master and two slave lasers. The generalized synchronization is achieved for a long duration of tens of seconds under injection locking. The generalized synchronization is always maintained while the injection locking is achieved.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.68.016215
DOI ID:10.1103/PhysRevE.68.016215, ISSN:1539-3755, Web of Science ID:WOS:000184582500050 - Transient characteristics between periodic attractors stabilized by chaos control in a semiconductor laser
A. Uchida; T. Sato; S. Yoshimori; F. Kannari
International Journal of Bifurcation and Chaos in Applied Sciences and Engineering, 巻:13, 号:5, 開始ページ:1309, 終了ページ:1317, 2003年, [査読有り]
We investigate the transient response time between periodic attractors stabilized by chaos control methods in a semiconductor laser. We use the revised occasional proportional feedback (ROPF) method to shorten the transient response time and compare it with the high frequency injection (HFI) method. A chaotic attractor is stabilized resulting in two different periodic attractors (period-1 and period-6) under different control parameters, and the transient response time is measured as one of the stabilized periodic attractors is switched to the other. During the transition, the trajectory approaches a certain unstable periodic orbit (UPO), and the distance between the trajectory in the phase space and the UPO can be described as an exponential function of the transient response time. Since the trajectory can directly converge into the periodic orbit by using the ROPF method, the transient response time obtained by the ROPF method can be shortened more than that obtained by the HFI method.
World Scientific Publishing Co. Pte Ltd, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1142/S0218127403007254
DOI ID:10.1142/S0218127403007254, ISSN:0218-1274, SCOPUS ID:0043199876 - Numerical study for secure communications using the chaotic masking method in two microchip lasers
Takeshi Ogawa; Atsushi Uchida; Masahiko Shinozuka; Shigeru Yoshimori; Fumihiko Kannari
Japanese Journal of Applied Physics, Part 2: Letters, 巻:41, 号:11 B, 開始ページ:L1309, 終了ページ:L1311, 2002年11月
Japan Society of Applied Physics, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1143/jjap.41.l1309
DOI ID:10.1143/jjap.41.l1309, ISSN:0021-4922, SCOPUS ID:0037113682 - Synchronization of chaos in microchip lasers by using incoherent feedback
A Uchida; T Matsuura; S Kinugawa; S Yoshimori
PHYSICAL REVIEW E, 巻:65, 号:6, 2002年06月
We propose a chaos-synchronization scheme using incoherent feedback to the pumping power in two microchip lasers. The population inversion of the slave laser is controlled for synchronization by using the detected signals of the peak heights of chaotic pulse intensities in the two lasers. Matching of the optical frequencies between the two lasers (i.e., injection locking) is not required for synchronization using this method. We numerically demonstrate the incoherent feedback method and investigate synchronization regions against parameter mismatching between the two lasers. Synchronization is maintained within a mismatching of 1% for all laser parameters, which implies that the difficulty in reproducing the synchronized laser pulses is very useful for applications of secure optical communications.
AMER PHYSICAL SOC, 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.65.066212
DOI ID:10.1103/PhysRevE.65.066212, ISSN:1539-3755, Web of Science ID:WOS:000176762900051 - Chaotic oscillations in microchip lasers with frequency-modulated feedback light
Atsushi Uchida; Shigeru Yoshimori
IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences, 巻:E85-A, 号:9, 開始ページ:2009, 終了ページ:2014, 2002年
We have experimentally observed the dynamics of laser outputs in a microchip laser with frequency-modulated feedback light. We have observed rich dynamics that can be interpreted as three types of dynamics at different frequencies: (1) periodic bursts at twice of the frequency of the modulation of the external mirror, (2) chaotic pulsations at the relaxation oscillation frequency, and (3) clusters at the instantaneous Doppler-shifted frequency. We have confirmed these rich dynamics by using numerical simulations.
Institute of Electronics, Information and Communication, Engineers, IEICE, 英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
ISSN:0916-8508, SCOPUS ID:0036739493 - Chaotic on-off keying for secure communications
A. Uchida; S. Yoshimori; M. Shinozuka; T. Ogawa; F. Kannari
Optics Letters, 巻:26, 号:12, 開始ページ:866, 終了ページ:868, 2001年06月, [査読有り]
We experimentally demonstrate a chaotic on-off keying method for secure communications by using chaos synchronization in two microchip lasers. The output of the microchip laser in the transmitter is externally modulated with an acousto-optic modulator at ∼4 MHz. One encodes a digital message in the chaotic carrier by turning the modulation on and off at 100 kHz. Because the accuracy of synchronization for the slave laser in the receiver tends to be degraded in the presence of external modulation in the injection laser signal, one can distinguish two binary states. The digital message can be recovered as an envelope of the chaotic oscillation when the difference between the two laser outputs of the transmitter and the receiver is calculated. © 2001 Optical Society of America.
Optical Society of America (OSA), 英語, 研究論文(学術雑誌)
DOI:https://doi.org/10.1364/OL.26.000866
DOI ID:10.1364/OL.26.000866, ISSN:0146-9592, SCOPUS ID:0000327034
- 内田 淳史, "リザーバコンピューティング," 2023年度 光技術動向調査報告書, 3.3.1節 (2024).
2024年
光技術動向調査報告書の執筆 - 内田 淳史, "リザーバコンピューティング," 2021年度 光技術動向調査報告書, 3.3.1節 (2022).
2022年
光技術動向調査報告書の執筆 - 内田 淳史, "リザーバコンピューティング," 2020年度 光技術動向調査報告書, 3.3.1節 (2021).
2021年
光技術動向調査報告書の執筆 - 半導体レーザカオスを用いた意思決定における記憶係数による適応性と収束性 (非線形問題)
巳鼻 孝朋; 寺島 悠太; 成瀬 誠; 金 成主; 内田 淳史
電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 巻:117, 号:121, 開始ページ:41, 終了ページ:46, 2017年07月13日
電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:40021284594, CiNii Books ID:AN10060800 - レーザーの複雑過渡ダイナミクスを用いた光リザーバコンピューティングの情報処理性能の向上 (「産業応用を目指す複雑系の光」特集号)
菅野 円隆; 手塚 美和; 中山 丞真; 内田 淳史; 文仙 正俊
レーザー研究 = The review of laser engineering : レーザー学会誌, 巻:45, 号:3, 開始ページ:148, 終了ページ:152, 2017年03月
レーザー学会, 日本語
ISSN:0387-0200, CiNii Articles ID:40021146489, CiNii Books ID:AN00255326 - ナノ光学とレーザーカオスを用いた超高集積・超高速意思決定 (特集 生命知能から紡ぐ次世代コンピューティング : 分子エレ・バイオエレへの展開は可能か?)
成瀬 誠; 内田 淳史; 金 成主
Molecular electronics and bioelectronics = 応用物理学会,有機分子・バイオエレクトロニクス分科会会誌, 巻:28, 号:1, 開始ページ:13, 終了ページ:16, 2017年02月
応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会, 日本語
ISSN:2423-8805, CiNii Articles ID:40021093990, CiNii Books ID:AN10464559 - N-1-20 光集積回路における間欠性ルートとカオス(N-1.非線形問題,一般セッション)
カルサクリアン・ダル・ボスコ アンドレアス; 秋澤 康裕; 菅野 円隆; 内田 淳史; 原山 卓久; 吉村 和之
電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ/NOLTAソサイエティ大会講演論文集, 巻:2016, 開始ページ:358, 終了ページ:358, 2016年03月01日
一般社団法人電子情報通信学会, 英語
ISSN:2189-700X, CiNii Articles ID:110010023397, CiNii Books ID:AA12732012 - N-1-22 有色ノイズをマスク信号として用いた半導体レーザにおけるリザーバコンピューティング(N-1.非線形問題,一般セッション)
中山 丞真; 菅野 円隆; 内田 淳史
電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ/NOLTAソサイエティ大会講演論文集, 巻:2016, 開始ページ:360, 終了ページ:360, 2016年03月01日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:2189-700X, CiNii Articles ID:110010023399, CiNii Books ID:AA12732012 - A-24-3 広帯域ノイズ光と光集積回路を用いた共通信号入力同期実験(A-24.複雑コミュニケーションサイエンス,一般セッション)
佐々木 卓磨; 掛巣 和泉; 内田 淳史; 砂田 哲; 吉村 和之; 新井 賢一
電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ/NOLTAソサイエティ大会講演論文集, 巻:2015, 開始ページ:178, 終了ページ:178, 2015年08月25日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:2189-700X, CiNii Articles ID:110009996161, CiNii Books ID:AA12732012 - Laser Original 戻り光を有する半導体レーザーにおける一般化同期の過渡状態を用いたリアプノフ指数の算出 (「複雑系の光」特集号)
菅野 円隆; 内田 淳史; 文仙 正俊
レーザー研究 = The review of laser engineering : レーザー学会誌, 巻:43, 号:6, 開始ページ:387, 終了ページ:392, 2015年06月
レーザー学会, 日本語
ISSN:0387-0200, CiNii Articles ID:40020513243, CiNii Books ID:AN00255326 - A-2-17 光集積回路における自己パルス生成とダイナミクス(A-2.非線形問題,一般セッション)
アンドレアス カルサクリアン・ダル・ボスコ; 宇賀神 上総; 菅野 円隆; 原山 卓久; 吉村 和之; 内田 淳史
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2015, 開始ページ:48, 終了ページ:48, 2015年02月24日
一般社団法人電子情報通信学会, 英語
CiNii Articles ID:110009944231, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-15 相互結合された半導体レーザを有する光集積回路を用いたカオス同期の周波数依存性(A-2.非線形問題,一般セッション)
小原 翔馬; 宇賀神 上総; 高橋 里枝; 原山 卓久; 吉村 和之; 内田 淳史
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2015, 開始ページ:46, 終了ページ:46, 2015年02月24日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110009944229, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-16 カオスマスク信号を用いた半導体レーザのコンシステンシーに基づくリザーバコンピューティング(A-2.非線形問題,一般セッション)
中山 丞真; 菅野 円隆; 内田 淳史
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2015, 開始ページ:47, 終了ページ:47, 2015年02月24日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110009944230, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-14 2つの戻り光を有する半導体レーザにおけるリアプノフスペクトラム解析(A-2.非線形問題,一般セッション)
手塚 美和; 菅野 円隆; 内田 淳史; 文仙 正俊
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2015, 開始ページ:45, 終了ページ:45, 2015年02月24日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110009944228, CiNii Books ID:AN10471452 - 半導体レーザーのランダム現象を用いた超高速物理乱数生成と相関乱数秘密鍵配送 (ランダムネスと光学 : 多様な展開)
内田 淳史; 吉村 和之; 村松 純
光学 = Japanese journal of optics : a publication of the Optical Society of Japan, the Japan Society of Applied Physics, 巻:43, 号:5, 開始ページ:194, 終了ページ:201, 2014年05月
応用物理学会分科会日本光学会, 日本語
ISSN:0389-6625, CiNii Articles ID:40020099842, CiNii Books ID:AN00080324 - A-2-11 広帯域ノイズ光を用いた半導体レーザの共通信号入力同期実験(A-2.非線形問題,一般セッション)
樋田 拓也; 鈴木 頌允; 菅野 円隆; 内田 淳史; 吉村 和之; 新井 賢一
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2014, 開始ページ:36, 終了ページ:36, 2014年03月04日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110009831060, CiNii Books ID:AN10471452 - 低周波不規則振動で同期した半導体レーザカオスにおけるLeader-Laggard関係の定常解解析 (非線形問題)
菅野 円隆; 樋田 拓也; 内田 淳史
電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 巻:113, 号:383, 開始ページ:93, 終了ページ:98, 2014年01月21日
時間遅延された相互結合半導体レーザの低周波不規則振動状態における同期への過渡ダイナミクスを,伝搬時間に相当する時系列の相互相関とレーザの平衡点の定常解解析を用いて調査した.2つのレーザが平衡点を変遷する過程で同期と非同期を繰り返し,同期過程で先行振動するレーザが時間的に入れ替わることが分かった.またレーザの平衡点の分布の変化から,レーザの光周波数が先行振動するレーザを決定するメカニズムを明らかにした.
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110009825483, CiNii Books ID:AN10060800 - A-2-20 一方向結合された3つの半導体レーザを用いたカオス周波数帯域拡大実験(A-2.非線形問題,一般セッション)
櫻庭 良佑; 菅野 円隆; 岩川 健人; 内田 淳史
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2013, 開始ページ:39, 終了ページ:39, 2013年09月03日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110009737159, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-15 相互結合された半導体レーザを有する光集積回路における物理乱数生成実験(A-2.非線形問題,一般セッション)
高橋 里枝; 秋澤 康裕; 内田 淳史; 原山 卓久; 都築 健; 砂田 哲; 吉村 和之; 新井 賢一; デイビス ピーター
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2013, 開始ページ:34, 終了ページ:34, 2013年09月03日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110009737154, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-19 半導体レーザカオスを用いた物理乱数の相関の統計的評価(A-2.非線形問題,一般セッション)
岩川 健人; 菅野 円隆; 櫻庭 良佑; 秋澤 康裕; 内田 淳史
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2013, 開始ページ:38, 終了ページ:38, 2013年09月03日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110009737158, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-16 多段化された半導体レーザにおける共通ランダム信号入力同期を用いた相関乱数暗号鍵生成実験(A-2.非線形問題,一般セッション)
掛巣 和泉; 小泉 勇人; 森勝 進一郎; 会田 裕貴; 野澤 隆宏; 内田 淳史; 吉村 和之; 村松 純; デイビス ピーター
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2013, 開始ページ:35, 終了ページ:35, 2013年09月03日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110009737155, CiNii Books ID:AN10489017 - 双方向に光結合された半導体レーザの遅延カオス同期におけるLeader-Laggard関係の自発的スイッチング (非線形問題)
樋田 拓也; 菅野 円隆; 内田 淳史
電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 巻:113, 号:116, 開始ページ:99, 終了ページ:104, 2013年07月08日
戻り光が無い相互結合された半導体レーザにおいて観測される時間遅延同期を調査した.時間遅延同期では,片方のレーザ出力が伝搬時間γだけ遅れてもう片方のレーザ出力と一致する.この時,先行して同期するレーザをleader,もう片方のレーザをlaggardと呼ぶ.このleader-laggard関係は,時間遅延がある2つの時間波形を用いた相互相関値により決定され,結合前の光周波数が高いレーザがleaderであると決定されてきた.しかしながら,伝搬時間に対応する時間波形を用いた短時間の相互相関値で評価すると,leader-laggard関係が自発的に入れ替わっていることが分かった.この数値計算の結果は実験でも同様に観測された.
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110009773275, CiNii Books ID:AN10060800 - 外部共振器を有するカオス発生用光集積回路による高速物理乱数生成 (非線形問題)
高橋 里枝; 秋澤 康裕; 山崎 泰基; 内田 淳史; 原山 卓久; 都築 健; 砂田 哲; 吉村 和之; 新井 賢一; デイビス ピーター
電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 巻:113, 号:116, 開始ページ:93, 終了ページ:98, 2013年07月08日
近年、半導体レーザカオスを用いた高速な物理乱数生成方式が多く提案されているが、市販のレーザや光検出器を用いているために実験装置全体が大きいという問題が挙げられる。これまでに、乱数源を集積化した10mmの外部共振器を有する高速カオス発生用光集積回路を用いた物理乱数生成が提案されている。本研究では、外部共振器長を5mmと短く設定した光集積回路を用いて、高速物理乱数生成に適したカオス状態の探索と物理乱数生成を行うことを目的とする。また、1〜10mmの異なる外部共振器を有する光集積回路を用いて物理乱数生成を行う。その結果、4mmの外部共振器を有する光集積回路を用いて、5.56 Gb/sでのシングルビット乱数生成を達成した。
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110009773274, CiNii Books ID:AN10060800 - 戻り光を有する半導体レーザにおける一般化同期を用いたリアプノフ指数の算出 (非線形問題)
菅野 円隆; 内田 淳史
電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 巻:113, 号:116, 開始ページ:105, 終了ページ:110, 2013年07月08日
戻り光を有する半導体レーザは時間遅延システムであり無限次元を有するため,リアプノフ指数の算出方法が未だ確立されていない.本研究では,戻り光を有する半導体レーザにおいて一般化同期を用いたリアプノフ指数の算出方法を数値計算により実証することを目的とする.計算の結果,本手法とモデルの線形化方程式から算出されたリアプノフ指数が同程度となり,その有用性が示された.本方法は実験に対しても適用可能であると考えられる.
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110009773276, CiNii Books ID:AN10060800 - A-2-7 半導体レーザのコンシステンシーを用いた符号化と復号におけるパラメータ偏差の影響(A-2.非線形問題)
高橋 純一; 菅野 円隆; 内田 淳史
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2013, 開始ページ:34, 終了ページ:34, 2013年03月05日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110009699123, CiNii Books ID:AN10471452 - 光注入された半導体レーザーにおけるカオスの複雑性と周波数帯域
菅野 円隆; 内田 淳史
レーザー学会研究会報告 = Reports on the Topical meeting of the Laser Society of Japan, 巻:442, 開始ページ:25, 終了ページ:30, 2013年02月28日
日本語
CiNii Articles ID:10031154838, CiNii Books ID:AA11604414 - 時間遅延ダイナミカルシステムにおける有限時間リアプノフ指数の算出 (非線形問題)
菅野 円隆; 内田 淳史
電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報, 巻:112, 号:389, 開始ページ:73, 終了ページ:78, 2013年01月24日
リアプノブ指数はシステムの状態空間における軌道に与えられた微小な揺らぎの指数関数的な拡大(縮小)率を表し,アトラクタに関して漸近的な量である.これに対して,有限な軌道に対する揺らきの拡大(縮小)率を定量化するために有限時間リアプノフ指数か提案されている.有限時間リアプノブ指数による評価はカオスダイナミクスの分類や制御,予側において重要な知見をもたらす.しかしながらこれまで時間遅延ダイナミカルシステムにおいて有限時間リアプノブ指数の調査は行われていない.この要因は時間遅延ダイナミカルシステムが無限次元を有するという事実に由来する.本研究では時間遅延ダイナミカルシステムにおいて有限時間リアプノフ指数の算出方法を提案し,いくつかの時間遅延ダイナミカルシステムについて有限時間リアプノブ指数の標準偏差の依存性を調査した.有限時間Lの増加に対して有限時間リアプノブ指数の標準偏差は概ねL-05の速さで0に近づくことが分かった.
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110009727580, CiNii Books ID:AN10060800 - A-2-20 カオス発生用マッキー・グラス電子回路を用いた実時間物理乱数生成(A-2.非線形問題,一般セッション)
櫻庭 良佑; 山崎 泰基; 内田 淳史
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2012, 開始ページ:43, 終了ページ:43, 2012年08月28日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110009591282, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-3 時間遅延ダイナミカルシステムの有限時間リアプノフ指数の解析(A-2.非線形問題,一般セッション)
菅野 円隆; 内田 淳史
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2012, 開始ページ:26, 終了ページ:26, 2012年08月28日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110009591265, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-4 半導体レーザにおける共通信号入力同期を用いた秘密鍵配送実験(A-2.非線形問題,一般セッション)
小泉 勇人; 森勝 進一朗; 会田 裕貴; 荒幡 真也; 野澤 隆宏; 内田 淳史; 吉村 和之; 村松 純; ディビス ピーター
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2012, 開始ページ:27, 終了ページ:27, 2012年08月28日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110009591266, CiNii Books ID:AN10489017 - セキュリティネットワークを支える物理乱数生成技術[III] : レーザカオスを用いた超高速物理乱数生成器の最新動向
内田 淳史
電子情報通信学会誌 = The journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 巻:95, 号:1, 開始ページ:74, 終了ページ:80, 2012年01月01日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5693, CiNii Articles ID:110008898153, CiNii Books ID:AN1001339X - 戻り光を有する半導体レーザにおける局所的リアプノフ指数の評価
菅野 円隆; 内田 淳史
電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題, 巻:111, 号:276, 開始ページ:97, 終了ページ:102, 2011年11月02日
システムの位相空間におけるアトラクタ上の局所的な安定性を調査するための方法の一つとして局所的リアプノフ指数が挙げられる.時間遅延を有する非線形システムは無限次元であることが知られており,通常のシステムとはリアプノフ指数の算出方法が異なる.これまでに時間遅延システムにおいて平均化されたリアプノフ指数の算出例は報告されているものの,局所的リアプノフ指数の計算方法は確立されていない.そこで本研究では時間遅延システムおける局所的リアプノフ指数の算出方法を提案し,戻り光を有する半導体レーザモデルを用いてその正当性を評価した.
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110009465766, CiNii Books ID:AN10060800 - 光デバイスにおける相関ランダム現象を用いた秘密鍵配送
吉村 和之; 村松 純; デイビス ピーター; 内田 淳史; 原山 卓久
電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題, 巻:111, 号:276, 開始ページ:81, 終了ページ:84, 2011年11月02日
共通の広帯域ランダム光で駆動される光デバイスに生じる相関ランダム現象を利用した相関のある乱数列の生成法,および,その相関乱数列を用いた秘密鍵共有方式を提案する.さらに,半導体レーザの同期現象を利用した提案方式の実装法を提案する.
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110009465763, CiNii Books ID:AN10060800 - 半導体レーザにおける相関ランダム現象を用いた秘密鍵配送実験
小泉 勇人; 森勝 進一朗; 会田 裕貴; 荒幡 真也; 内田 淳史; 吉村 和之; 村松 純; デイビス ピーター
電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題, 巻:111, 号:276, 開始ページ:85, 終了ページ:90, 2011年11月02日
光デバイスを用いた相関のある乱数列の生成法、および、その相関乱数列を用いた秘密鍵共有方式が提案されている。本研究では光デバイスとして半導体レーザを用い、それらの共通信号入力同期現象を利用した相関乱数列の生成を実験実証した。生成された相関乱数列を用いて、2人の正当ユーザ間における情報理論的に安全な秘密鍵配送が可能である。
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110009465764, CiNii Books ID:AN10060800 - A-2-34 半導体レーザによるランダム位相変調光を用いた共通ノイズ同期実験(A-2.非線形問題,一般セッション)
会田 裕貴; 奥村 悠; 荒幡 真也; 小泉 勇人; 内田 淳史; 吉村 和之; デイビス ピーター
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2011, 開始ページ:71, 終了ページ:71, 2011年08月30日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110008734684, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-32 半導体レーザカオスを用いた物理乱数生成の後処理による高速化(A-2.非線形問題,一般セッション)
秋澤 康裕; 山崎 泰基; 内田 淳史; 原山 卓久; 砂田 哲; 新井 賢一; 吉村 和之; デイビス ピーター
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2011, 開始ページ:69, 終了ページ:69, 2011年08月30日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110008734682, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-29 ランダム位相変調された半導体レーザにおける共通信号入力同期(A-2.非線形問題,一般セッション)
奥村 悠; 会田 裕貴; 染谷 弘行; 内田 淳史; 吉村 和之; デイビス ピーター
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2011, 開始ページ:70, 終了ページ:70, 2011年02月28日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110008512978, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-24 レーザカオスによる高速非決定論的物理乱数生成に関する理論的考察(A-2.非線形問題,一般セッション)
砂田 哲; 原山 卓久; 新井 賢一; 吉村 和之; デイビス ピーター; 内田 淳史
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2011, 開始ページ:65, 終了ページ:65, 2011年02月28日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110008512973, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-25 ノイズを含む半導体レーザカオスを用いた物理乱数生成器のエントロピー生成率(A-2.非線形問題,一般セッション)
三上 拓也; 菅野 円隆; 青山 幸太; 内田 淳史; 原山 卓久; 砂田 哲; 新井 賢一; 吉村 和之; デイビス ピーター
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2011, 開始ページ:66, 終了ページ:66, 2011年02月28日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110008512974, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-30 時間遅延を有する光結合された半導体レーザにおけるコンシステンシーとエントロピー解析(A-2.非線形問題,一般セッション)
菅野 円隆; 内田 淳史
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2011, 開始ページ:71, 終了ページ:71, 2011年02月28日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110008512979, CiNii Books ID:AN10471452 - 光結合された半導体レーザにおけるコンシステンシーとリアプノフスペクトラム解析
菅野 円隆; 内田 淳史
電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング, 巻:110, 号:388, 開始ページ:173, 終了ページ:178, 2011年01月17日
レーザを含む多くの非線形システムは、繰り返し入力された信号に対して再現性のある振る舞いを示すことが知られており、コンシステンシーと呼ばれている.コンシステンシーは情報セキュリティにおける物理的一方向性関数への応用が可能であると期待されている.本研究では、時間遅延を有する光結合された半導体レーザにおいてコンシステンシーを観測し、システム全体の複雑性をリアプノフスペクトルを用いて定量的に評価した.その結果、結合強度を増加させるとシステム全体の複雑性は増加するが、さらに結合強度を増加させコンシステンシーが達成されると複雑性は急激に減少し、Driveレーザの複雑性とほぼ同一となった.
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110008676754, CiNii Books ID:AN10091178 - 半導体レーザにおけるランダム位相変調光を用いた共通信号入力同期
奥村 悠; 会田 裕貴; 染谷 弘行; 内田 淳史; 吉村 和之; デイビス ピーター
電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング, 巻:110, 号:388, 開始ページ:169, 終了ページ:172, 2011年01月17日
結合された非線形システム間におけるカオス同期の研究が盛んであるが、近年、共通の入力信号に対する非線形システムの同期現象が観測されており、共通信号入力同期と呼ばれている。本研究では、光強度が一定で光位相がランダムに変調された駆動用レーザを用意し、このレーザ出力を2つの受信用レーザに一方向に注入することで、共通信号入力同期を実験的に観測した。その結果、駆動用レーザと受信用レーザ間の時間波形の相関は0付近であったが、2つの受信用レーザ間の時間波形は高い相関を示した。また相関のパラメータ依存性について調査し、2つの受信用レーザ間の相関値が広いパラメータ領域で高くなり、駆動用レーザと受信用レーザ間の相関値が0付近から変化しないことを観測した。
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110008676753, CiNii Books ID:AN10091178 - A-2-21 光注入により帯域拡大された半導体レーザカオスにおける超高速物理乱数生成(A-2.非線形問題,一般セッション)
山崎 泰基; 森勝 進一朗; 奥村 悠; 会田 裕貴; 内田 淳史; 吉村 和之; 原山 卓久; 砂田 哲; ディビス ピーター
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2010, 開始ページ:52, 終了ページ:52, 2010年08月31日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110008123427, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-19 半導体レーザカオスを用いた物理乱数生成におけるノイズ増幅効果(A-2.非線形問題,一般セッション)
三上 拓也; 青山 幸太; 管野 円隆; 内田 淳史
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2010, 開始ページ:50, 終了ページ:50, 2010年08月31日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110008123425, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-22 モノリシック集積化半導体カオスレーザチップによる物理乱数生成(A-2.非線形問題,一般セッション)
砂田 哲; 原山 卓久; 吉村 和之; Davis Peter; 都築 健; 内田 淳史
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2010, 開始ページ:53, 終了ページ:53, 2010年08月31日
最近、半導体レーザによるカオス現象を活用することで、GHzオーダでの超高速物理乱数生成が可能であることが示され、注日を集めている。その高速カオス現象の発生には、半導体レーザからの出射光を再びレーザに戻す、フィードバック機構を必要としているが、その構成において、光ファイバや光学素子等を使用しているため、系全体のサイズが大きく、乱数生成器として実用的なレベルまで小型化することは困難である。そこで本研究では、上記物理乱数生成器の小型化を日的として、カオス生成に必要な要素を全て半導体基板上に集積したカオスレーザを試作し、その乱数生成性能に関する評価を行った。
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110008123428, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-16 時間遅延を有する光結合された半導体レーザにおけるリアプノフ解析(A-2.非線形問題,一般セッション)
菅野 円隆; 内田 淳史
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2010, 開始ページ:47, 終了ページ:47, 2010年08月31日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110008123422, CiNii Books ID:AN10489017 - 帯域拡大された半導体レーザカオスを用いた超高速物理乱数生成実験
内田 淳史; 山崎 泰基; 森勝 進一朗; 奥村 悠; 会田 裕貴; 吉村 和之; 原山 卓久; ディビス ピーター
電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題, 巻:110, 号:82, 開始ページ:231, 終了ページ:234, 2010年06月11日
情報セキュリティ技術や数値計算等において乱数は重要な要素技術であり、特に近年、擬似乱数よりもランダム性の高い物理乱数の重要性が高まっている。本研究では、半導体レーザカオスを用いて超高速物理乱数生成実験を行った。特に外部光注入を用いた半導体レーザカオスの帯域拡大効果、およびAD変換処理をマルチビット化することにより、乱数生成速度の向上を行った。その結果、最大で75Gb/sの超高速乱数生成速度を実験的に達成した。また得られた乱数列に対して国際標準の統計的乱数検定法を適用してランダム性の統計的評価を行ったところ、十分なランダム性が確認された。
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110007890591, CiNii Books ID:AN10060800 - パリティ 「半導体レーザーで乱数を高速生成」
内田 淳史
巻:25, 号:5, 開始ページ:40, 終了ページ:42, 2010年
丸善 - 戻り光を有する半導体レーザのカオス現象を用いた超高速物理乱数生成実験
内田 淳史; 平野 邦仁; 天野 和也; 山崎 泰基; 吉森 茂; 吉村 和之; ディビス ピーター
電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題, 巻:109, 号:269, 開始ページ:171, 終了ページ:176, 2009年11月04日
乱数は情報セキュリティ技術や数値計算等の様々な分野で用いられており、特に近年、擬似乱数よりもランダム性の高い物理乱数の重要性が高まっている。本研究では物理乱数の従来の欠点であった低生成速度を改善するために、戻り光にて発生する半導体レーザのカオス的出力振動を用いることで、1.7Gb/sでの高速な物理乱数の実時間生成実験に成功した。生成された乱数列に対してランダム性の統計的評価を行ったところ、全ての統計検定項目に合格した。
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110007504869, CiNii Books ID:AN10060800 - 半導体レーザにおける光注入効果を用いた帯域拡大カオスの発生および同期
奥村 悠; 染谷 弘行; 大和田 功; 貴田 隆彦; 会田 裕貴; 内田 淳史
電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題, 巻:109, 号:269, 開始ページ:17, 終了ページ:22, 2009年11月04日
近年レーザカオスを用いた光秘匿通信方式の研究が盛んであり、特に通信容量を拡大するために10GHz以上のカオス的出力振動が必要とされている。本研究では、戻り光を有する半導体レーザで発生したカオス出力を別の半導体レーザへ一方向に注入することで、12GHzの周波数帯域を有する帯域拡大カオスの生成実験に成功した。さらにこのレーザ光を3つ目の半導体レーザへ注入することで、帯域拡大カオスの同期を達成した。2つのカオス同期波形の相互相関関数は最大で0.95であり、高精度なカオス同期が実現された。
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110007504841, CiNii Books ID:AN10060800 - 結合レーザシステムにおけるカオス同期とその情報通信応用
内田 淳史
システム/制御/情報 : システム制御情報学会誌 = Systems, control and information, 巻:53, 号:8, 開始ページ:330, 終了ページ:336, 2009年08月15日
システム制御情報学会, 日本語
ISSN:0916-1600, CiNii Articles ID:110007341960, CiNii Books ID:AN10062329 - A-2-30 半導体レーザカオスを用いた超高速物理乱数生成(A-2.非線形問題,一般セッション)
平野 邦仁; 天野 和也; 井上 真樹; 内藤 直; 染谷 弘行; 大和田 功; 内田 淳史; 吉森 茂; 吉村 和之; ディビス ピーター
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2009, 開始ページ:81, 終了ページ:81, 2009年03月04日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110007127509, CiNii Books ID:AN10471452 - Leader-laggard relationship of chaos synchronization in mutually coupled vertical-cavity surface-emitting lasers with time delay
M. Ozaki, H. Someya, T. Mihara, A. Uchida, S. Yoshimori, K. Panajotov, and M. Sciamanna
Physical Review E, 巻:79, 号:2, 開始ページ:026210, 終了ページ:7, 2009年02月
We experimentally and numerically observe synchronization of chaos in two mutually coupled vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) with time delay. We observe in-phase and antiphase synchronization of polarization-resolved chaotic temporal wave forms under the condition of wavelength matching. We investigate leader-laggard relationship between two chaotic wave forms of mutually coupled VCSELs and find that the laser with longer wavelength becomes the leader.
American Physical Society, 英語
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.79.026210
DOI ID:10.1103/PhysRevE.79.026210, ISSN:1539-3755, CiNii Articles ID:120001371428, Web of Science ID:WOS:000263809800032 - 電子情報通信 ハンドブック/データベース
2009年
データベースの執筆(1群11編、非線形問題)
電子情報通信学会 - レーザカオスを用いた超高速物理乱数生成器の高速化
山? 泰基; 森勝 進一朗; 奥村 悠; 会田 裕貴; 内田 淳史; 吉村 和之; 原山 卓久; ディビス ピーター
埼玉大学地域オープンイノベーションセンター紀要, 巻:2, 号:2, 開始ページ:75, 終了ページ:78, 2009年
We experimentally demonstrate random bit generation using multi-bit samples of bandwidth-enhanced chaos in semiconductor lasers. Chaotic fluctuation of laser output is generated in a semiconductor laser with optical feedback and the chaotic output is injected into a second semiconductor laser to obtain a chaotic intensitysignal with bandwidth enhanced up to 16 GHz. The chaotic signal is converted to an 8-bit digital signal by sampling with a digital oscilloscope at 12.5 Giga samples per second (GS/s). Random bits are generated by bitwise exclusive-OR operation on corresponding bits in samples of the chaotic signal and its time-delayed signal. Statistical tests verify the randomness of bit sequences obtained using 1 to 6 bits per sample,corresponding to fast random bit generation rates from 12.5 to 75 Gigabit per second (Gb/s) (= 6 bit × 12.5 GS/s).
埼玉大学総合研究機構地域オープンイノベーションセンター, 日本語
ISSN:1883-8278, CiNii Articles ID:120002354130, CiNii Books ID:AA12486867 - Efficient Physical Random Bit Generation with Lasers
Takahisa Harayama; Atsushi Uchida; Kazuyuki Yoshimura; Peter Davis
開始ページ:791, 終了ページ:791, 2009年
英語, 研究発表ペーパー・要旨(国際会議)
Web of Science ID:WOS:000274048000204 - Chaotic polarization dynamics and chaos synchronization in VCSELs
M. Sciamanna, K. Panajotov, I. Gatare, H. Thienpont, A. Valle, M. Arizaleta, and A. Uchida
2009 Digest of the IEEE/LEOS Winter Topicals Meeting Series, 巻:1, 開始ページ:114, 終了ページ:+, 2009年
We review our recent results related to nonlinear polarization dynamics and chaos in VCSELs. The possibility to generate multimode chaos motivates the study of chaos synchronization in coupled VCSELs and its application for secure communications.
IEEE, 英語
DOI:https://doi.org/10.1109/LEOSWT.2009.4771684
DOI ID:10.1109/LEOSWT.2009.4771684, Web of Science ID:WOS:000267006500059 - Synchronization of chaos in mutually coupled vertical-cavity surface-emitting lasers with time delay
A. Uchida, H. Someya, M. Ozaki, K. Tanaka, S. Yoshimori, K. Panajotov, and M. Sciamanna
2009 Digest of the IEEE/LEOS Winter Topicals Meeting Series, 巻:1, 開始ページ:124, 終了ページ:+, 2009年
We experimentally observe in-phase and anti-phase synchronization of chaos in two mutually-coupled vertical-cavity surface-emitting lasers. We investigate leader-laggard relationship between two chaotic waveforms and find that the laser with longer wavelength becomes the leader.
IEEE, 英語
DOI:https://doi.org/10.1109/LEOSWT.2009.4771689
DOI ID:10.1109/LEOSWT.2009.4771689, Web of Science ID:WOS:000267006500064 - Impact of light polarization on chaos synchronization of mutually coupled VCSELs
K. Panajotov, M. Sciamanna, H. Thienpont, and A. Uchida
Optics Letters, 巻:33, 号:24, 開始ページ:3031, 終了ページ:3033, 2008年12月
We demonstrate that dynamical polarization switching in mutually coupled vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) has a profound impact on the chaotic dynamics in the system drastically improving the in-phase (anti-phase) synchronization between the modes of the two VCSELs with the same (orthogonal) polarizations. Furthermore, an exchange of the leader-laggard role is observed with the higher (lower) frequency VCSEL being the leader for lower (higher) coupling strength. (C) 2008 Optical Society of America
Optical Society of America, 英語
DOI:https://doi.org/10.1364/OL.33.003031
DOI ID:10.1364/OL.33.003031, ISSN:0146-9592, CiNii Articles ID:80020057766, PubMed ID:19079531, Web of Science ID:WOS:000262609000052 - Fast physical random bit generation with chaotic semiconductor lasers
A. Uchida, K. Amano, M. Inoue, K. Hirano, S. Naito, H. Someya, I. Oowada, T. Kurashige, M. Shiki, S. Yoshimori, K. Yoshimura, and P. Davis
Nature Photonics, 巻:2, 号:12, 開始ページ:728, 終了ページ:732, 2008年12月
Random number generators in digital information systems make use of physical entropy sources such as electronic and photonic noise to add unpredictability to deterministically generated pseudo-random sequences(1,2). However, there is a large gap between the generation rates achieved with existing physical sources and the high data rates of many computation and communication systems; this is a fundamental weakness of these systems. Here we show that good quality random bit sequences can be generated at very fast bit rates using physical chaos in semiconductor lasers. Streams of bits that pass standard statistical tests for randomness have been generated at rates of up to 1.7 Gbps by sampling the fluctuating optical output of two chaotic lasers. This rate is an order of magnitude faster than that of previously reported devices for physical random bit generators with verified randomness. This means that the performance of random number generators can be greatly improved by using chaotic laser devices as physical entropy sources.
Nature Publishing, 英語
DOI:https://doi.org/10.1038/nphoton.2008.227
DOI ID:10.1038/nphoton.2008.227, ISSN:1749-4885, CiNii Articles ID:80019939013, Web of Science ID:WOS:000261740400011 - Invariance of Frequency Difference in Nonresonant Entrainment of Detuned Oscillators Induced by Common White Noise
K. Yoshimura, P. Davis, and A. Uchida
Progress of Theoretical Physics, 巻:120, 号:4, 開始ページ:621, 終了ページ:633, 2008年10月
We studied the entrainment of two uncoupled detuned limit cycle oscillators subjected to a common external white Gaussian noise. We found a novel type of entrainment behavior for a general class of oscillators: as noise intensity increases, the phases of the two oscillators come to be almost always locked with each other although there is no frequency locking in the sense that the mean frequency difference remains the same as the natural frequency difference. We also show that a common noise induces a macroscopic oscillation with no frequency locking in a population of detuned oscillators.
PROGRESS THEORETICAL PHYSICS PUBLICATION OFFICE, 英語
DOI:https://doi.org/10.1143/PTP.120.621
DOI ID:10.1143/PTP.120.621, ISSN:0033-068X, CiNii Articles ID:110006967878, Web of Science ID:WOS:000261165100001 - Local conditional Lyapunov exponent characterization of consistency of dynamical response of the driven Lorenz system
A. Uchida, K. Yoshimura, P. Davis, S. Yoshimori, and R. Roy
Physical Review E, 巻:78, 号:3, 開始ページ:036203, 終了ページ:5, 2008年09月
Local conditional Lyapunov exponents are introduced and plotted in dynamical phase space to visualize the local susceptibility of the Lorenz system driven by chaos and noise signals when the system produces consistent response outputs. The dependence of the distribution of the local conditional Lyapunov exponent on changes in the drive signal is investigated. We consider the existence of multiple basins of consistent response for the same drive signal and the dependence of the basins on the drive signal.
American Physical Society, 英語
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevE.78.036203
DOI ID:10.1103/PhysRevE.78.036203, ISSN:1539-3755, CiNii Articles ID:120001371231, Web of Science ID:WOS:000259683100026 - 二つの時間遅延で相互結合された面発光レーザにおけるカオス発生とカオス同期の実験的観測
染谷 弘行; 田中 和也; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題, 巻:108, 号:103, 開始ページ:15, 終了ページ:20, 2008年06月27日
近年レーザカオスを用いた光秘匿通信方式の研究が盛んに行われており、面発光レーザ(VCSEL)を用いた光無線LANなどへの応用が期待されている。光無線LANは複数の時間遅延の異なる搬送波が存在しており、秘匿通信に用いる際には多重の時間遅延で結合したカオス同期が必要となる。そこで本研究では、異なる2つの時間遅延で相互結合されたVCSELにおけるカオスの発生と同期について実験的に観測した。その結果、2つの時間遅延の結合強度比に依存して、カオス振動出力のRFスペクトル間隔が3種類に変化することが明らかとなった。
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110006937465, CiNii Books ID:AN10060800 - 非線形ダイナミカルシステムにおけるコンシステンシー
内田 淳史; 葉海鵬; 吉森 茂
情報処理学会研究報告バイオ情報学(BIO), 巻:2008, 号:58, 開始ページ:31, 終了ページ:36, 2008年06月19日
多くの非線形システムは繰り返し入力された信号に対してコンシステンシー(consistency)のある振る舞いを示すことが近年注目されている。コンシステンシーとは、初期状態の異なる非線形システムがある信号により繰り返し駆動される場合に得られる非線形システムの出力の再現性のことである。非線形システムにおけるコンシステンシーは生体システム内の情報伝達や流体中のパターン形成などに本質的な役割を示す。そこで本研究では、代表的な非線形システムとしてマイクロチップ固体レーザおよびマッキー・グラス電子回路を用いて、カオスまたはノイズ信号により繰り返し駆動することでコンシステンシーの実験的観察を行った。Many nonlinear dynamical systems have an ability to generate consistent outputs when driven by a repeated external signal. Consistency is defined as the reproducibility of response waveforms in a nonlinear dynamical system driven repeatedly by a signal, starting from different initial conditions of the system. Consistency of dynamics is essential for information transmission in biological and physiological systems and for reproduction of spatiotemporal patterns in nature. We experimentally investigate consistency of response output in a microchip solid-state laser and a Mackey-Glass electronic circuit driven repeatedly by chaos and colored noise.
一般社団法人情報処理学会, 日本語
ISSN:0919-6072, CiNii Articles ID:110006839046, CiNii Books ID:AA12055912 - 非線形ダイナミカルシステムにおけるコンシステンシー
内田 淳史; 葉 海鵬; 吉森 茂
電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング, 巻:108, 号:101, 開始ページ:7, 終了ページ:12, 2008年06月19日
日本語
CiNii Articles ID:10031000483, CiNii Books ID:AN10091178 - 独立成分分析を用いた半導体レーザ混合カオス信号の分離
田代洋人; 倉屋昌彦; 内田淳史; 吉森茂; 梅野健
応用物理学関係連合講演会講演予稿集, 巻:55th, 号:3, 2008年
J-Global ID:200902207594440558 - 半導体レーザにおける共通カオス信号入力同期実験<研究成果報告>
内田 淳史; 大和田 功; 奥村 悠; 吉森 茂; 吉村 和之; ディビス ピーター
埼玉大学工学部紀要 第一部 論文集, 巻:42, 号:42, 開始ページ:32, 終了ページ:35, 2008年
We experimentally observe synchronization of two semiconductor lasers commonly driven by a chaotic semiconductor laser subject to optical feedback. Under condition that the relaxation oscillation frequency is matched between the two response lasers, but mismatched between the drive and the two response lasers, we show that it is possible to observe strongly correlated synchronization between the two response lasers even when the correlation between the drive and response lasers is low. We also introduce separate optical feedback to the two response lasers. The maximum correlation between the two response lasers is obtained when the phase of the feedback light is matched between the two response lasers, while the minimum correlation is observed when the difference in the optical phase is π.
埼玉大学工学部, 日本語
CiNii Articles ID:120005373731 - 半導体レーザカオスを用いた超高速物理乱数の生成実験
内田 淳史; 天野 和也; 平野 邦仁; 吉森 茂; 吉村 和之; ディビス ピーター
埼玉大学地域オープンイノベーションセンター紀要, 巻:1, 号:1, 開始ページ:73, 終了ページ:76, 2008年
Random number generators in digital information systems exploit physical entropy sources, such as electronic and photonic noise, to add unpredictability to deterministically generated pseudo-random sequences. However, there is a large gap between the generation rates achieved with existing physical sources and the high data rates of many computation and communication systems, which is a fundamental weakness in these systems. Here we show that good-quality random bit sequences can be generated at very fast bit rates using physical chaos in semiconductor lasers. Streams of bits which pass standard statistical tests for randomness have been generated at rates of up to 1.7 gigabit per second by sampling the fluctuating optical output of two chaotic lasers. This rate is an order of magnitude faster than that of previously reported devices for physical random bit generators with verified randomness.
埼玉大学総合研究機構地域オープンイノベーションセンター, 日本語
ISSN:1883-8278, CiNii Articles ID:120001493942 - 半導体レーザを用いた共通信号入力によるカオス同期の数値解析
大和田功; 山本徹; 内田淳史; 吉森茂; 吉村和之; 村松純; 後藤振一郎; ピーター・ディビス
電気学会論文誌C, 巻:128, 号:5, 開始ページ:12, 終了ページ:774, 2008年
We numerically observe chaos synchronization of two semiconductor lasers commonly driven by a chaotic semiconductor laser subject to optical feedback. We observe strongly correlated chaos synchronization between the two response lasers even when the correlation between the drive and response lasers is low. We show that the cross correlation between the two responses is larger than that between drive and responses over a wide parameter region. © 2008 The Institute of Electrical Engineers of Japan.
電気学会, 英語
DOI:https://doi.org/10.1541/ieejeiss.128.768
DOI ID:10.1541/ieejeiss.128.768, ISSN:1348-8155, CiNii Articles ID:10021132425, SCOPUS ID:72549093486 - Numerical analysis on chaos synchronization in semiconductor lasers subject to a common drive signal
Isao Oowada; Toru Yamamoto; Atsushi Uchida; Shigeru Yoshimori; Kazuyuki Yoshimura; Jun Muramatsu; Shin-Itiro Goto; Peter Davis
巻:128, 号:5, 開始ページ:12, 終了ページ:774, 2008年
We numerically observe chaos synchronization of two semiconductor lasers commonly driven by a chaotic semiconductor laser subject to optical feedback. We observe strongly correlated chaos synchronization between the two response lasers even when the correlation between the drive and response lasers is low. We show that the cross correlation between the two responses is larger than that between drive and responses over a wide parameter region. © 2008 The Institute of Electrical Engineers of Japan.
英語
DOI:https://doi.org/10.1541/ieejeiss.128.768
DOI ID:10.1541/ieejeiss.128.768, ISSN:1348-8155, CiNii Articles ID:10021132425, SCOPUS ID:72549093486 - 時間遅延を有するマッキー・グラス電子回路における二重カオス同期
佐野 聡; 内田 淳史; 吉森 茂
拓殖大学理工学研究報告, 巻:10, 号:1, 開始ページ:97, 終了ページ:98, 2007年10月
We experimentally and numerically demonstrate the dual synchronization of chaos in two pairs of one-way coupled Mackey-Glass electronic circuits with time-delayed feedback. The output of the two drive circuits are mixed and used both for the feedback signal to the two drive circuits and for the transmission signal to the two response circuits. We investigate the regions for achieving dual synchronization of chaos when the delay time is mismatched between the drive and response circuits.
拓殖大学, 日本語
ISSN:0919-8253, CiNii Articles ID:110006992996, CiNii Books ID:AN10406100 - Off-Axial DCマグネトロンスパッタの電子力学的考察
吉森 茂; 内田 淳史; 在原 直樹
拓殖大学理工学研究報告, 巻:10, 号:1, 開始ページ:95, 終了ページ:96, 2007年10月
An important role in the superconducting electronics will be the development of key technology to synthesize a good quality high Tc superconducting (HTS) thin film by using the conventional and inexpensive deposition method. We developed the off-axial DC magnetron sputtering apparatus for inexpensive experiment of the High Tc Superconducting thin film deposition. In this paper, we report the sputtering target optimization by the electro-dynamical analysis. We found the optimum target structure and composition for YBa_2Cu_3O_7 thin film deposition.
拓殖大学, 日本語
ISSN:0919-8253, CiNii Articles ID:110006992995, CiNii Books ID:AN10406100 - 正多面体ミラー球構造体におけるカオス的光散乱のフラクタル次元
天野 和也; 成松 大輔; 五月女 智; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題, 巻:107, 号:185, 開始ページ:13, 終了ページ:18, 2007年07月31日
近年フォトニック結晶に非整数次元を有するフラクタル構造を用いたフォトニックフラクタルが提案されている。このようなフラクタルを積極的に利用した光デバイスは、新規性溢れる光局在化デバイスとして、光池(光の電池)等への画期的な応用が期待できる。本研究ではフラクタルを用いた光デバイス素子として、正多面体ミラー球構造体を提案し、光散乱パターンのフラクタル次元解析を行った。正多面体ミラー球構造体とは、5つの正多面体に対して正多面体の頂点にミラー球を配置した光散乱体である。この5つの正多面体ミラー球構造体において、フラクタル的光散乱パターンを実験的に観測した。さらに観測結果を元にフラクタルパターンを表すモデルを提案し、フラクタル次元の解析を行った。フラクタル次元の解析には、理論的に算出される相似次元と数値的に算出されるボックスカウント次元を用いた。5つの正多面体ミラー球構造体のフラクタル次元は、正十二面体を除き、正多面体の面の数が増加するとフラクタル次元が高くなるという結果が得られた。
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110006420468, CiNii Books ID:AN10060800 - 外部駆動されたマッキー・グラス電子回路におけるコンシステンシー
葉 海鵬; 佐野 聡; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題, 巻:107, 号:185, 開始ページ:7, 終了ページ:11, 2007年07月31日
外部駆動された非線形システムは再現性のある振舞いを示すことが知られており、これはコンシステンシーという新たな概念として近年研究が進展している。本研究では、有色ノイズ信号により駆動されたマッキー・グラス電子回路を用いて、コンシステンシーの実験的観測を行った。特に駆動信号の振幅を変化させた場合のコンシステンシーについて定量的に調査した。その結果、同一のドライブ信号に対して、複数の安定した応答波形が得られる場合が存在することが明らかとなった。このように非線形システムの初期値に依存して応答出力波形の異なる現象(Multiple basins of consistency)を実験的に初めて観測した。
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110006420467, CiNii Books ID:AN10060800 - 共通カオス信号により駆動された半導体レーザカオス同期実験
大和田 功; 山本 徹; 葉 海鵬; 有泉 宏紀; 内田 淳史; 吉森 茂; 吉村 和之; 村松 純; 後藤 振一郎; ディビス ピーター
電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題, 巻:107, 号:184, 開始ページ:55, 終了ページ:60, 2007年07月30日
本研究では戻り光を付加することで駆動用の半導体レーザ(Drive)にカオスを発生させ、2つの同期用半導体レーザ(Response)に光注入することで、共通カオス信号により駆動された半導体レーザカオス同期を実験および数値解析により実証した。2つのResponse問での緩和発振周波数を一致させ、DriveとResponse間での緩和発振周波数は異なる値を用いた。その結果、2つのResponse間では高い同期精度を得ることができたが、DriveとResponse間では同期精度が低かった。また同期のパラメータ依存性についても調査し、広いパラメータ領域でResponse間の同期精度がDriveとResponse間の同期精度より高いことが明らかになった
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110006420459, CiNii Books ID:AN10060800 - 相互結合した面発光レーザ(VCSEL)における遅延カオス同期の実験的観測
染谷 弘行; 尾崎 光寿; 田中 和也; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題, 巻:107, 号:184, 開始ページ:49, 終了ページ:54, 2007年07月30日
近年レーザカオスを用いた光秘匿通信方式の研究が盛んに行われている。特に半導体基板面から垂直にレーザ光を出射する面発光レーザ(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)は、無線.LANなどへの応用が期待されている。そこで本研究では2つのVCSELを相互結合し、インジェクション・ロッキング効果を用いることで2つの発振波長を一致することにより、カオス同期を実験的に達成した。また、2つのカオス同期波形間には、VCSEL問の光伝搬の片道時間に相当する時間遅延が存在し、波長が長いVCSELが先行して振動することが判明した。この先行同期現象はインジェクション・ロッキングに関係していることが明らかとなった。
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110006420458, CiNii Books ID:AN10060800 - AS-2-9 外部駆動されたレーザにおけるコンシステンシー(AS-2.カオス同期とコンシステンシー,シンポジウム)
内田 淳史; 吉森 茂; マクアリスター ライアン; ロイ ラジャシ
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2007, 開始ページ:"S, 終了ページ:41"-"S-42", 2007年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110006460356, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-9 結合された面発光レーザ(VCSEL)での遅延カオス同期と対称性の破れ(A-2.非線形問題,一般講演)
尾崎 光寿; 染谷 弘行; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2007, 開始ページ:56, 終了ページ:56, 2007年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110006459961, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-11 正多面体ミラー球構造体における光散乱のフラクタル次元解析(A-2.非線形問題,一般講演)
成松 大輔; 天野 和也; 五月女 智; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2007, 開始ページ:58, 終了ページ:58, 2007年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110006459963, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-6 多重の時間遅延を有するマッキー・グラス電子回路におけるカオス発生とカオス同期(A-2.非線形問題,一般講演)
舘野 雅彦; 倉屋 昌彦; 佐野 聡; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2007, 開始ページ:53, 終了ページ:53, 2007年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110006459958, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-14 独立成分分析による混合カオス信号の信号源分離(A-2.非線形問題,一般講演)
倉屋 昌彦; 佐野 聡; 内田 淳史; 吉森 茂; 梅野 健
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2007, 開始ページ:61, 終了ページ:61, 2007年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110006459966, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-8 半導体レーザにおける共通カオス信号による同期の数値解析(A-2.非線形問題,一般講演)
大和田 功; 山本 徹; 葉 海鵬; 内田 淳史; 吉森 茂; 吉村 和之; 村松 純; 後藤 振一郎; ディビス ピーター
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2007, 開始ページ:55, 終了ページ:55, 2007年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110006459960, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-4 半導体レーザにおける共通カオス信号による同期実験(A-2.非線形問題,一般講演)
山本 徹; 大和田 功; 葉 海鵬; 内田 淳史; 吉森 茂; 吉村 和之; 村松 純; 後藤 振一郎; ディビス ピーター
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2007, 開始ページ:51, 終了ページ:51, 2007年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110006459956, CiNii Books ID:AN10471452 - 複雑な駆動信号に対する非線形システム応答の一貫性(コンシステンシー)
内田 淳史; 吉森 茂; マクアリスター ライアン; ロイ ラジャシ
レーザー学会研究会報告 = Reports on the Topical meeting of the Laser Society of Japan, 巻:357, 開始ページ:15, 終了ページ:18, 2007年01月17日
日本語
CiNii Articles ID:10018703857, CiNii Books ID:AA11604414 - Separation of mixed chaotic signals in microchip lasers by independent component analysis
Atsushi Uchida; Masahiko Kuraya; Shigeru Yoshimori; Ken Umeno
2007年, [査読有り]
英語
DOI:https://doi.org/10.1109/CLEOE-IQEC.2007.4386999
DOI ID:10.1109/CLEOE-IQEC.2007.4386999, SCOPUS ID:51249120384 - 直交偏光フィードバックを有する半導体レーザにおけるカオス同期特性
芝崎 なぎさ; 内田 淳史; 吉森 茂
拓殖大学理工学研究報告, 巻:9, 号:4, 開始ページ:85, 終了ページ:86, 2006年10月20日
We numerically investigate the detailed characteristics of chaos synchronization in semiconductor lasers subject to polarization-rotated optical feedback. The emission of the dominant TE mode of a drive laser is rotated 90 degrees and fed back to the laser with time delay. The polarization-rotated TE mode is also injected with time delay into the TM mode of a second laser. Two types of synchronization with different time-lags are found, as in the case for synchronization in semiconductor lasers with non-rotated optical feedback. However, a significant difference to the non-rotated optical feedback case is that neither of the two types of synchronization requires matching of optical carrier frequency between the two lasers.
拓殖大学, 日本語
ISSN:0919-8253, CiNii Articles ID:110006405612, CiNii Books ID:AN10406100 - 2次元Ginzburg-Landau方程式を用いたステップエッジ型ジョセフソン接合の解析
吉森 茂; 内田 淳史
拓殖大学理工学研究報告, 巻:9, 号:4, 開始ページ:81, 終了ページ:82, 2006年10月20日
Characteristics such as temperature dependence of the critical current and space distribution of the order parameter of step edge type Josephson junction were analyzed by use of two dimensional Ginzburg-Landau equation. We found that the solution could be expressed by use of the Jacobian elliptic function. The relationship between the supercurrent and phase difference φ is proportional to sinφ.
拓殖大学, 日本語
ISSN:0919-8253, CiNii Articles ID:110006405610, CiNii Books ID:AN10406100 - A-2-13 結合されたシングルモード面発光レーザ(VCSEL)におけるカオス同期実験(A-2.非線形問題,一般講演)
尾崎 光寿; 染谷 弘行; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2006, 開始ページ:44, 終了ページ:44, 2006年09月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110006216438, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-21 有色ノイズで駆動されたマッキー・グラス電子回路における一貫性(コンシステンシー)(A-2.非線形問題,一般講演)
葉 海鵬; 佐野 聡; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2006, 開始ページ:57, 終了ページ:57, 2006年03月08日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110006217147, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-22 フラクタルミラー球構造体における光散乱特性(A-2.非線形問題,基礎・境界)
五月女 智; 田代 晋哉; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2005, 開始ページ:53, 終了ページ:53, 2005年09月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110004740454, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-12 時間遅延を有するマッキー・グラス電子回路における二重カオス同期実験(A-2.非線形問題,基礎・境界)
佐野 聡; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2005, 開始ページ:43, 終了ページ:43, 2005年09月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110004740444, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-21 マッキー・グラス電子回路における一貫性(コンシステンシー)の実験的観測(A-2.非線形問題,基礎・境界)
葉 海鵬; 佐野 聡; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2005, 開始ページ:52, 終了ページ:52, 2005年09月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110004740453, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-11 相互結合された面発光レーザ(VCSEL)におけるカオス同期(A-2.非線形問題,基礎・境界)
尾崎 光寿; 芝崎 なぎさ; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2005, 開始ページ:42, 終了ページ:42, 2005年09月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110004740443, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-20 駆動されたレスラーモデルにおける一貫性(コンシステンシー)(A-2.非線形問題,基礎・境界)
内田 淳史; 吉森 茂; ロイ ラジャシ
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2005, 開始ページ:51, 終了ページ:51, 2005年09月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110004740452, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-15 時間遅延を有するマッキー・グラス電子回路におけるカオス発生とカオス同期(A-2. 非線形問題, 基礎・境界)
佐野 聡; 芝崎 なぎさ; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2005, 開始ページ:54, 終了ページ:54, 2005年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110004737788, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-14 カオスおよびノイズにて駆動された非線形システムにおける一貫性(A-2. 非線形問題, 基礎・境界)
内田 淳史; 吉森 茂; ライアン マクアリスター; ラジャシ ロイ
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2005, 開始ページ:53, 終了ページ:53, 2005年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110004737787, CiNii Books ID:AN10471452 - レーザカオスを用いた安全な通信
内田 淳史; 吉森 茂
拓殖大学理工学研究報告, 巻:9, 号:2, 開始ページ:3, 終了ページ:8, 2004年10月20日
Secure communications with chaotic lasers have attracted increasing interests all over the world. We overview recent technologies of secure communications with chaotic lasers. We describe some techniques for message encoding and decoding based on synchronization of chaos. We quantitatively evaluate the degree of security for the techniques of secure communications with chaos. A new approach to secure communications using chaos based on information theoretic security is described.
拓殖大学, 日本語
ISSN:0919-8253, CiNii Articles ID:110004686096, CiNii Books ID:AN10406100 - カオスを用いた安全な通信
内田 淳史; 吉森 茂
光学, 巻:33, 号:8, 開始ページ:454, 終了ページ:460, 2004年08月10日
応用物理学会分科会日本光学会, 日本語
ISSN:0389-6625, CiNii Articles ID:10013444385, CiNii Books ID:AN00080324 - Synchronization of chaos in microchip lasers and its communication applications
Atsushi Uchida; Shigeru Yoshimori
巻:5, 号:6, 開始ページ:643, 終了ページ:656, 2004年07月
We overview some experimental and numerical demonstrations on the synchronization of chaos and its communication applications using Nd:YVO4 microchip solid-state lasers. Synchronization of chaos is achieved with several coupling configurations. Several encoding and decoding schemes for communication applications are also demonstrated by using the synchronization of chaos in microchip lasers. A new approach to secure communications using chaos based on information theoretic security is introduced. © 2004 Académie des sciences. Published by Elsevier SAS. All rights reserved.
英語, 書評論文,書評,文献紹介等
DOI:https://doi.org/10.1016/j.crhy.2004.05.001
DOI ID:10.1016/j.crhy.2004.05.001, ISSN:1631-0705, SCOPUS ID:3342972844 - 一方向結合されたマイクロチップレーザにおける二重カオス同期
吉森 茂; 内田 淳史; 絹川 智; 松浦 隆則
拓殖大学理工学研究報告, 巻:9, 号:1, 開始ページ:73, 終了ページ:74, 2004年01月25日
We experimentally demonstrate the dual synchronization of chaos in two pairs of Nd: YVO_4 microchip lasers in a one-wat coupling configuration over one transmission channel. Dual synchronization is achieved when the optical frequency is matched between the corresponding pairs of lasers by using injection locking. Under the condition of the injection locking between both of the master lasers and the slave lasers, the injection locking is alternately achieved and the accuracy of dual synchronization is degrated.
拓殖大学, 日本語
ISSN:0919-8253, CiNii Articles ID:110004686081, CiNii Books ID:AN10406100 - A-2-4 Colpitts回路におけるたすきがけ結合系二重カオス同期
河野 真樹人; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2002, 開始ページ:35, 終了ページ:35, 2002年08月20日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110004088401, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-3 一方向結合されたマイクロチップレーザにおける二重カオス同期特性
松浦 隆則; 絹川 智; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2002, 開始ページ:34, 終了ページ:34, 2002年08月20日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110004088400, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-2 積分型インコヒーレントフィードバック法によるマイクロチップレーザのカオス同期
松浦 隆則; 絹川 智; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2002, 開始ページ:47, 終了ページ:47, 2002年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110003496238, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-1 He-Neレーザにおけるカオス同期実験
芝 貴艶; 比嘉 健一; 内田 淳史; 吉森 茂; 桑島 史欣; 岩澤 宏
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2002, 開始ページ:46, 終了ページ:46, 2002年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110003496237, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-3 一方向結合されたコルピッツ発振器におけるカオス同期
高橋 幸治; 河野 真樹人; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会総合大会講演論文集, 巻:2002, 開始ページ:48, 終了ページ:48, 2002年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110003496239, CiNii Books ID:AN10471452 - A-2-10 インコヒーレントフィードバック法による2つのマイクロチップレーザ間のカオス同期法
松浦 隆則; 絹川 智; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2001, 開始ページ:43, 終了ページ:43, 2001年08月29日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110003348422, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-9 コルピッツ発振回路におけるカオス同期
高橋 幸治; 河野 真樹人; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2001, 開始ページ:42, 終了ページ:42, 2001年08月29日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110003348421, CiNii Books ID:AN10489017 - A-2-8 Chua回路における高速カオスの発生
河野 真樹人; 高橋 幸治; 内田 淳史; 吉森 茂
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 巻:2001, 開始ページ:41, 終了ページ:41, 2001年08月29日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
CiNii Articles ID:110003348420, CiNii Books ID:AN10489017 - マイクロチップレーザにおけるインコヒーレントカオス同期法
内田 淳史; 絹川 智; 吉森 茂
電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題, 巻:100, 号:680, 開始ページ:117, 終了ページ:124, 2001年03月09日
2つのNd:YVO_4マイクロチップレーザを用いた光注入型カオス同期を実験的に達成した。カオス同期はinjection lookingと呼ばれる周波数引き込み効果に強く依存しており、同期可能範囲がinjection looking rangeと同等であることが分かった。そこでinjection lockingに依存しないレーザカオス同期法として、2つのレーザ電界差を励起強度にフィードバックするインコヒーレントカオス同期法を新たに提案し、数値計算によりその有効性を示した。この手法は2つのレーザ間の反転分布ダイナミクスを一致させることでレーザ電界のカオス的振動を同期させる手法であり、同期可能範囲を狭くできるため、レーザカオス秘匿通信のための要素技術として有用であると考えられる。
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語
ISSN:0913-5685, CiNii Articles ID:110003292471, CiNii Books ID:AN10060800 - レーザーカオス秘匿通信
内田 淳史; 吉森 茂; 小川 武史; 篠塚 昌彦; 島村 嘉秀; 神成 文彦
レーザー研究, 巻:28, 号:10, 開始ページ:682, 終了ページ:689, 2000年10月15日
レ-ザ-学会, 日本語
ISSN:0387-0200, CiNii Articles ID:10005723697, CiNii Books ID:AN00255326
- 光リザーバーコンピューティング ー原理と実装ー
菅野 円隆, 内田 淳史
共立出版, 2024年02月
総ページ数:258
ISBN:9784320125735 - Reservoir Computing: Theory, Physical Implementations, and Applications (Chapter 16, Performance improvement of delay-based photonic reservoir computing)
K. Kanno and A. Uchida
Springer Verlag, 2021年09月
総ページ数:458
ISBN:9789811316869 - 複雑系フォトニクス レーザカオスの同期と光情報通信への応用
内田 淳史
共立出版, 2016年04月
総ページ数:314
ISBN:9784320035980 - Optical Communication with Chaotic Lasers, -Applications of Nonlinear Dynamics and Synchronization-
A. Uchida
Wiley-VCH, 2012年01月
総ページ数:640, 担当ページ:640
ISBN:9783527408696
- 電気光遅延システムを用いた深層学習における拡張DFA法のための非線形関数の複雑性への依存性
永塚 悠翔, 野上 倫, 新山 友暁, 砂田 哲, 内田 淳史, 菅野 円隆
電子情報通信学会 複雑コミュニケーションサイエンス研究会, 2024年03月, [国内会議] - 相互結合された半導体レーザにおける光周波数差検知によるリーダ・ラガード関係
平 英駿, 巳鼻 孝朋, Andre Roehm, 菅野 円隆, 内田 淳史, 堀﨑 遼一, 成瀬 誠
2024年 第71回 応用物理学会 春季学術講演会, 2024年03月, [国内会議] - 制御駆動された物理ニューラルネットワークのノイズ頑強性
粟野 貴斗, 砂田 哲, 新山 友暁, レーム アンドレ, 菅野 円隆, 内田 淳史
2024年 第71回 応用物理学会 春季学術講演会, 2024年03月, [国内会議] - 光リザーバーコンピューティングと強化学習の進展
内田 淳史
2023年度 光ネットワーク産業・技術研究会 第5回公開討論会 「光コンピューティングの新たな展望」, 2024年03月, [招待有り], [国内会議] - Reservoir computing and decision making for photonic artificial intelligence
A. Uchida
The First International Symposium on Photonic Computing, 2024年03月, [国際会議] - Reservoir computing with attention mechanism: Improving chaotic time-series forecasting
F. Koester,K. Kanno, J. Ohkubo, and A. Uchida
The First International Symposium on Photonic Computing, 2024年03月, [国際会議] - Solving multi-armed bandit problems using a chaotic microresonator comb
J. Cuevas, R. Iwami, A. Uchida, K. Minoshima, and N. Kuse
The First International Symposium on Photonic Computing, 2024年03月, [国際会議] - リザーバコンピューティングを用いた半導体レーザダイナミクスの分岐と複製
川上 敦也, 菅野 円隆, 内田 淳史
2024年 電子情報通信学会 総合大会, 2024年03月, [国内会議] - 半導体レーザネットワークにおける多段バンディットアルゴリズムを用いた意思決定
佐々木 圭悟, 内田 淳史
2024年 電子情報通信学会 総合大会, 2024年03月, [国内会議] - 時空間ダイナミクスを用いたマルチクライアントの協力的意思決定
武塙 賢人, 内田 淳史
2024年 電子情報通信学会 総合大会, 2024年03月, [国内会議] - 拡張ダイレクトフィードバックアライメントを用いた最適制御に基づく物理深層学習の実験実装
野上 倫, 菅野 円隆, 新山 友暁, 砂田 哲, 内田 淳史
2024年 電子情報通信学会 総合大会, 2024年03月, [国内会議] - 多モード半導体レーザを用いた意思決定の加速原理モデルの調査
岩見 龍吾, 内田 淳史
2024年 電子情報通信学会 総合大会, 2024年03月, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザーの間欠性カオスにおける非線形ダイナミクスと予測
小原 翔馬, 菅野 円隆, 内田 淳史, 黒川 弘章
レーザー学会第583回研究会, 自然に学ぶレーザーカオスと量子ダイナミクス, 2024年02月, [国内会議] - Photonic artificial intelligence: Reservoir computing and decision making based on complex photonics
A. Uchida
The 6th International Conference on Artificial Intelligence in Information and Communication (ICAIIC2024), 2024年02月, [招待有り], [国際会議] - Integration of attention mechanism in reservoir computing for time series forecasting
F. Koester, K. Kanno, J. Ohkubo, and A. Uchida
The 10th Korea-Japan Joint Workshop on Complex Communication Sciences (KJCCS2024), 2024年01月, [国際会議] - Mode concentration of chaotic dynamics in a multimode semiconductor laser for decision making
R. Iwami, K. Kanno, and A. Uchida
The 10th Korea-Japan Joint Workshop on Complex Communication Sciences (KJCCS2024), 2024年01月, [国際会議] - 光リザーバーコンピューティングの近年の進展
菅野 円隆, 内田 淳史
日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2023, 2023年11月, [招待有り], [国内会議] - リザーバコンピューティングを用いた戻り光半導体レーザカオスの予測と複製
川上 敦也, 菅野 円隆, 内田 淳史
日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2023, 2023年11月, [国内会議] - 光リザーバコンピューティングと光意思決定の最新研究動向
内田 淳史
応用物理学会 量子エレクトロニクス研究会, 光×情報処理, ~Computing for Photonics & Photonics for Computing~, 2023年11月, [招待有り], [国内会議] - エコーステートネットワークを用いた半導体レーザにおける突発的現象の予測と検知
小原 翔馬, 菅野 円隆, 内田 淳史, 黒川 弘章
電子情報通信学会 非線形問題研究会, 2023年10月, [国内会議] - Synchronization and power law under low-frequency fluctuation in unidirectional-ring laser network
T. Mihana, K. Kanno, A. Uchida, R. Horisaki, and M. Naruse
Proceedings of the 2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023), 2023年09月, [国際会議] - Experimental investigation on nonlinear dynamics in a multimode semiconductor laser with optical feedback and injection for decision making
R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of the 2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023), 2023年09月, [国際会議] - Experiment on decision making using two different dynamics in semiconductor laser network
K. Sasaki, K. Ishimine, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of the 2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023), 2023年09月, [国際会議] - Experimental investigation of reinforcement learning using optical spatiotemporal dynamics
K. Takehana, H. Takizawa, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of the 2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023), 2023年09月, [国際会議] - Replication of laser dynamics using reservoir computing
A. Kawakami, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of the 2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023), 2023年09月, [国際会議] - Time series prediction of intermittent laser dynamics using reservoir computing
S. Ohara, K. Kanno, A. Uchida, and H. Kurokawa
Proceedings of the 2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023), 2023年09月, [国際会議] - Approximate reservoir computing using semiconductor lasers with optical feedback
T. Ito, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of the 2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023), 2023年09月, [国際会議] - Optoelectronic implementation of physical deep learning based on optimal control
R. Nogami, K. Kanno, T. Niiyama, S. Sunada, and A. Uchida
Proceedings of the 2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023), 2023年09月, [国際会議] - Experimental verification of universal single-mode lasing in fully chaotic billiard lasers
M. You, K. Makino, Y. Morishita, K. Kanno, A. Uchida, S. Sunada, S. Shinohara, and T. Harayama
Proceedings of the 2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2023), 2023年09月, [国際会議] - 半導体レーザカオスの複素電界ダイナミックスの帯域拡大と乱数生成実験
鶴見 結稀, 工藤 翔大, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 内田 淳史
2023年09月, [国内会議] - マルチモード半導体レーザのカオス的モード競合の光注入制御実験と意思決定
岩見 龍吾, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2023年09月, [国内会議] - 4台の半導体レーザネットワークでの低周波不規則振動を用いた意思決定実験
石嶺 好太, 佐々木 圭悟, 菅野 円隆, 内田 淳史
2023年09月, [国内会議] - レーザネットワークにおける先行振動持続時間のべき乗則
巳鼻 孝朋, レーム アンドレ, 堀﨑 遼一, 菅野 円隆, 内田 淳史, 成瀬 誠
2023年09月, [国内会議] - リザーバコンピューティングを用いた半導体レーザのダイナミクスの複製
川上 敦也, 菅野 円隆, 内田 淳史
2023年09月, [国内会議] - ダイレクトフィードバックアライメントを用いた最適制御に基づく物理深層学習の実験実装
野上 倫, 菅野 円隆, 新山 友暁, 砂田 哲, 内田 淳史
2023年09月, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザーを用いた近似リザーバコンピューティングの性能評価
伊藤 立希, 菅野 円隆, 内田 淳史
2023年09月, [国内会議] - 空間的な結合を加えた時空間ダイナミクスを用いた意思決定実験
武塙 賢人, 瀧澤颯斗, 菅野 円隆, 内田 淳史
2023年09月, [国内会議] - 異なるダイナミクスを用いた一方向結合された半導体レーザネットワークにおける意思決定実験
佐々木 圭悟, 石嶺 好太, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2023年09月, [国内会議] - Reinforcement learning using optical spatiotemporal dynamics from spatial light modulator
K. Morijiri, K. Takehana, K. Kanno, and A. Uchida
2023年09月, [国際会議] - Replication of optical chaotic dynamics using reservoir computing
A. Kawakami, K. Kanno, and A. Uchida
2023年09月, [国際会議] - An approach to output layer optimization in photonic delay-based reservoir computing
F. Koester, K. Kanno, and A. Uchida
2023年09月, [国際会議] - Experimental investigation on dynamics among longitudinal modes in a multimode semiconductor laser
R. Iwami, K. Kanno, and A. Uchida
2023年09月, [国際会議] - Photonic decision making using optical spatiotemporal chaos generated from spatial light modulator
A. Uchida, K. Morijiri, K. Takehana, and K. Kanno
2023年08月, [国際会議] - Assessment of the feasibility of employing chaos synchronization in two cascaded microresonators for secure data transmission
D. Lemcke, D. Moreno, S. Fujii, A. Nakashima, A. Uchida, and T. Tanabe
2023年06月, [国際会議] - 複雑系フォトニクスを用いた光リザーバーコンピューティングと光意思決定
内田 淳史
2023年05月, [国内会議] - Evaluation of chaos synchronization in two cascaded microresonators for secure data transmission
D. Lemcke, D. Moreno, S. Fujii, A. Nakashima, A. Uchida, and T. Tanabe
2023年04月, [国際会議] - 動的システムの最適制御に基づく物理コンピューティング
新山 友暁, 砂田 哲, レーム アンドレ, 菅野 円隆, 内田 淳史
2023年03月, [国内会議] - 光リザーバコンピューティングと光強化学習の最新研究動向
内田 淳史
2023年03月, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザカオスにおけるリアプノフベクトルの観測
井上 聡太, 菅野 円隆, 内田 淳史
2023年03月, [国内会議] - 光リザーバコンピューティングにおける転移学習を用いたレーザのダイナミクスの推測
酒巻 里衣, 菅野 円隆, 犬伏 正信, 内田 淳史
2023年03月, [国内会議] - 多モード半導体レーザにおけるカオス的遍歴を用いた意思決定実験
岩見 龍吾, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2023年03月, [国内会議] - 複雑系フォトニクスを活用する光リザーバコンピューティングと意思決定
内田 淳史
2023年03月, [国内会議] - レーザネットワークによる瞬時情報処理担体の構築と応用
巳鼻 孝朋, Andre Roehm, 菅野 円隆, 内田 淳史, 堀﨑 遼一, 成瀬 誠
2023年03月, [国内会議] - Artificial intelligence using complex photonics: Decision making and reservoir computing
A. Uchida
2023年03月, [国際会議] - Synchronization of microresonator frequency combs in chaotic regime
D. Moreno, S. Fujii, A. Nakashima, A. Uchida, P. Sanchis, and T. Tanabe
Proceedings of SPIE Photonics West 2023, 2023年02月, [国際会議] - 光コヒーレント検波を用いた半導体レーザにおける複素電界のカオス振動抽出と高速物理乱数生成
工藤 翔大, 菅野 円隆, 内田 淳史
2023年01月, [国内会議] - Photonic reservoir computing for prediction and replication of chaotic dynamical systems
A. Kawakami, K. Kanno, A. Uchida
Proceedings of 2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022), 2022年12月, [国際会議] - Transfer learning based on photonic reservoir computing using semiconductor laser with optical feedback
R. Sakamaki, K. Kanno, M. Inubushi, A. Uchida
Proceedings of 2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022), 2022年12月, [国際会議] - Control of intermittent chaos in semiconductor laser with short external cavity
S. Inoue, K. Kanno, A. Uchida
Proceedings of 2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022), 2022年12月, [国際会議] - Experimental demonstration of physical deep learning based on optimal control using optoelectronic delay system
R. Nogami, K. Kanno, S. Sunada, A. Uchida
Proceedings of 2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022), 2022年12月, [国際会議] - Experiment on random number generation with chaotic dynamics of complex electric-field amplitude in semiconductor laser
S. Kudo, S. Numata, K. Kanno, A. Uchida
Proceedings of 2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022), 2022年12月, [国際会議] - Decision making for multi-armed bandit problem using two different dynamics in laser network
K. Sasaki, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, A. Uchida
Proceedings of 2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022), 2022年12月, [国際会議] - Experiment on decision making using chaotic multi-mode semiconductor laser with optical feedback and injection
R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, A. Uchida
Proceedings of 2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022), 2022年12月, [国際会議] - Experiment on spatiotemporal dynamics generation and parallel decision making using spatial light modulator and semiconductor laser
K. Takehana, K. Morijiri, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, A. Uchida
Proceedings of 2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2022), 2022年12月, [国際会議] - 電気光遅延システムを用いた最適制御に基づく物理深層学習の実証実験
野上 倫, 菅野 円隆, 砂田 哲, 内田 淳史
2022年11月, [国内会議] - 光リザーバコンピューティングを用いたカオスダイナミクスの予測と複製
川上 敦也, 菅野 円隆, 内田 淳史
2022年11月, [国内会議] - 半導体レーザネットワークにおける低周波不規則振動とカオスを用いた意思決定実験
佐々木 圭悟, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2022年11月, [国内会議] - 半導体レーザと空間光変調器で生成された時空間ダイナミクスを用いた意思決定の並列実装
武塙 賢人, 森尻 健正, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2022年11月, [国内会議] - 光リザーバコンピューティングと光強化学習の最前線
内田 淳史
2022年11月, [国内会議] - 瞬時情報処理担体としてのレーザネットワークとそのコンピューティング応用
巳鼻 孝朋, レーム アンドレ, 堀﨑 遼一, 菅野 円隆, 内田 淳史, 成瀬 誠
2022年11月, [国内会議] - 半導体レーザのリザーバコンピューティングを用いた非線形ダイナミクスの複製
川上 敦也, 菅野 円隆, 内田 淳史
2022年09月, [国内会議] - 最適制御に基づく物理深層学習の電気光遅延システムによる実験実装
野上 倫, 菅野 円隆, 砂田 哲, 内田 淳史
2022年09月, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザを用いた光リザーバコンピューティングによる転移学習
酒巻 里衣, 菅野 円隆, 犬伏 正信, 内田 淳史
2022年09月, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザにおける間欠性カオスの予測と予防
井上 聡太, 菅野 円隆, 内田 淳史
2022年09月, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザのカオス的複素電界振動を用いた乱数生成実験
工藤 翔大, 沼田 新, 菅野 円隆, 内田 淳史
2022年09月, [国内会議] - レーザネットワークのゼロ遅延同期を用いた協調的意思決定メカニズム
神徳 駿, 巳鼻 孝朋, Roehm Andre, 堀﨑 遼一, 菅野 円隆, 内田 淳史, 成瀬 誠
2022年09月, [国内会議] - マルチモード半導体レーザのカオス的モード競合の制御を用いた意思決定実験
岩見 龍吾, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2022年09月, [国内会議] - 2つの異なるダイナミクスを用いたレーザネットワークにおける意思決定実験
佐々木 圭悟, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2022年09月, [国内会議] - 空間光変調器を用いた時空間ダイナミクスによる並列意思決定実験
武塙 賢人, 森尻 健正, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2022年09月, [国内会議] - Photonic artificial intelligence based on complex photonics: Reservoir computing and decision making
A. Uchida
2022年09月, [国際会議] - Prediction and replication of chaotic dynamics using photonic reservoir computing with semiconductor laser
A. Kawakami, K. Kanno, A. Uchida
2022年08月, [国際会議] - Experiment on decision making for multi-armed bandit problem using chaos and low frequency fluctuations in laser network
K. Sasaki, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, A. Uchida
2022年08月, [国際会議] - Application for decision making by controlling chaotic mode competition dynamics in multi-mode semiconductor laser
R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, A. Uchida
2022年08月, [国際会議] - Experiment on extraction of complex electric-field amplitude in chaotic semiconductor laser for random number generation
S. Kudo, S. Numata, K. Kanno, A. Uchida
2022年08月, [国際会議] - Prevention of intermittent chaos in semiconductor laser with optical feedback
S. Inoue, K. Kanno, A. Uchida
2022年08月, [国際会議] - High optical feedback resistance of 1.55 um 15-layer-stacked quantum dot laser using InP(311)B substrate
A. Matsumoto, K. Akahane, T. Umezawa, N. Yamamoto, K. Kanno, M. Naruse, A. Uchida, and A. Kanno
2022年08月, [国際会議] - Photonic decision making for solving bandit problem using laser network
T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
2022年07月, [国際会議] - Photonic decision making by chaotic mode dynamics in multi-mode semiconductor laser with optical feedback
R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
2022年07月, [国際会議] - Photonic approach to reinforcement learning
M. Naruse, A. Uchida, K. Uchiyama, and K. Akahane
2022年07月, [国際会議] - 160 Gb/s true physical random bit generation using broad-band, high-entropy semiconductor laser chaos
C.-H. Tseng, R. Funabashi, K. Kanno, A. Uchida, C.-C. Wei, and S.-K. Hwang
2022年05月, [国際会議] - 間光ダイナミクスを用いた意思決定実験
森尻 健正, 武塙 賢人, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2022年03月, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザカオスのサンプルエントロピー評価と物理乱数生成
大熊 智彦, 澤山 太一, 菅野 円隆, 内田 淳史
2022年03月, [国内会議] - アラン分散による低周波不規則振動の時間構造の分析
足助 尚樹, ショヴェ 二コラ, レーム アンドレ, 菅野 円隆, 内田 淳史, 堀﨑 遼一, 成瀬 誠
2022年03月, [国内会議] - 多モード半導体レーザを用いた意思決定におけるモード制御実験
岩見 龍吾, 藤島 千凡, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2022年03月, [国内会議] - 半導体レーザネットワークを用いた多腕バンディット問題における意思決定
巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2022年03月, [国内会議] - Photonic accelerator based on optical chaos
A. Uchida
Proceedings of SPIE, 2022年02月, [国際会議] - Scalable neuro-inspired photonic computing on a silicon chip
S. Sunada and A. Uchida
2022年02月, [国際会議] - 多腕バンディット問題に対する生物種間競争ダイナミクスを利用した強化学習法
新山 友暁, 古畑 玄貴, 内田 淳史, 成瀬 誠, 砂田 哲
2022年01月, [国内会議] - 複雑光ダイナミクスに基づく機械学習手法の発
菅野 円隆, 内田 淳史
2022年01月, [国内会議] - 複雑光ダイナミクスによるリザーバコンピューティングと強化学習の融合
菅野 円隆, 内田 淳史
2022年01月, [国内会議] - 半導体レーザーのカオス的モード競合の制御を用いた光意思決定
岩見 龍吾, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2022年01月, [国内会議] - 160 Gb/s true physical random bit generation using broad-band, high-entropy semiconductor laser chaos
C.-H. Tseng, R. Funabashi, K. Kanno, A. Uchida, C.-C. Wei, and S.-K. Hwang
2021年12月, [国際会議] - 光を用いた強化学習の研究
成瀬 誠, 内田 淳史, 内山 和治, 赤羽 浩一
2021年11月, [国内会議] - 光リザーバコンピューティングと光意思決定の新展開
内田 淳史
2021年11月, [国内会議] - Analysis of the temporal structure of laser chaos by Allan variance
N. Asuke, N. Chauvet, A. Roehm, K. Kanno, A. Uchida, R. Horisaki, and M. Naruse
Proceedings of International Symposium on Physics and Applications of Laser Dynamics 2021 (IS-PALD 2021), 2021年11月, [国際会議] - Random number generation using complex electric-field dynamics in a chaotic semiconductor laser by coherent detection
S. Kudo, R. Funabashi, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of International Symposium on Physics and Applications of Laser Dynamics 2021 (IS-PALD 2021), 2021年11月, [国際会議] - Parallel bandit architecture for reinforcement learning using chaotic laser time series
T. Urushibara, N. Chauvet, A. Roehm, S. Kochi, S. Sunada, K. Kanno, A. Uchida, R. Horisaki, and M. Naruse
Proceedings of International Symposium on Physics and Applications of Laser Dynamics 2021 (IS-PALD 2021), 2021年11月, [国際会議] - Reinforcement learning by photonics
M. Naruse, A. Uchida, K. Uchiyama, and K. Akahane
Proceedings of International Symposium on Physics and Applications of Laser Dynamics 2021 (IS-PALD 2021), 2021年11月, [国際会議] - Decision making in the multi-armed bandit problem using chaotic temporal waveforms
K. Morijiri, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of International Symposium on Physics and Applications of Laser Dynamics 2021 (IS-PALD 2021), 2021年11月, [国際会議] - Photonic decision making for competitive multi-armed bandit problem using synchronized laser network
T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of International Symposium on Physics and Applications of Laser Dynamics 2021 (IS-PALD 2021), 2021年11月, [国際会議] - Entropy estimation in chaotic semiconductor lasers with time-delayed optical feedback for random number generation
T. Okuma, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of International Symposium on Physics and Applications of Laser Dynamics 2021 (IS-PALD 2021), 2021年11月, [国際会議] - Photonic decision making using chaotic dynamics in a multi-mode semiconductor laser with optical feedback
R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of International Symposium on Physics and Applications of Laser Dynamics 2021 (IS-PALD 2021), 2021年11月, [国際会議] - Prediction of intermittent chaos in a semiconductor laser with short external cavity
S. Inoue, T. Mihana, S. Ohara, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of International Symposium on Physics and Applications of Laser Dynamics 2021 (IS-PALD 2021), 2021年11月, [国際会議] - 戻り光半導体レーザで生じる間欠性カオスの制御
井上 聡太, 巳鼻 孝朋, 小原 翔馬, 菅野 円隆, 内田 淳史
2021年10月, [国内会議] - 半導体レーザネットワークの遅延カオス同期を用いた競合的意思決定
巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2021年10月, [国内会議] - 半導体レーザカオスにおける複素電界ダイナミクスの光コヒーレント検波による実験的抽出
工藤 翔大, 舟橋 遼, 菅野 円隆, 内田 淳史
2021年10月, [国内会議] - 電気光遅延リザーバコンピューティングにおけるランダムバイアス信号を用いた性能向上
土田 朝陽, 斎藤 健斗, 菅野 円隆, 内田 淳史
2021年09月, [国内会議] - フォトニック強化学習における時間割引の解析
白鳥 帆香, 漆原 昂, ショヴェ 二コラ, 砂田 哲, 菅野 円隆, 内田 淳史, 堀崎 遼一, 成瀬 誠
2021年09月, [国内会議] - レーザネットワークの同期現象を用いた競合バンディット問題における意思決定
巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2021年09月, [国内会議] - 複数の半導体レーザカオス波形比較による意思決定手法の性能調査
森尻 健正, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2021年09月, [国内会議] - 戻り光を有するマルチモード半導体レーザのカオスダイナミクスを用いた意思決定における選択特徴の調査
岩見 龍吾, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2021年09月, [国内会議] - 短い外部共振器を有する半導体レーザにおける間欠性カオスの検知と予測
井上 聡太, 巳鼻 孝朋, 小原 翔馬, 菅野 円隆, 内田 淳史
2021年09月, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザカオス時系列のサンプルエントロピー評価による複雑性評価
大熊 智彦, 菅野 円隆, 内田 淳史
2021年09月, [国内会議] - 光コヒーレント検波による半導体レーザカオスの複素電界ダイナミクスを用いた乱数生成
工藤 翔大, 舟橋 遼, 菅野 円隆, 内田 淳史
2021年09月, [国内会議] - アラン分散によるレーザーカオスの時間構造の分析
足助 尚樹, Chauvet Nicolas, Roehm Andre, 菅野 円隆, 内田 淳史, 堀崎 遼一, 成瀬 誠
2021年09月, [国内会議] - 複雑系フォトニクスを用いた光リザーバコンピューティ ングと光意思決定
内田 淳史, 菅野 円隆
2021年09月, [国内会議] - Decision making based on mode competition dynamics in a multimode semiconductor laser with optical feedback
R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
2021年08月, [国際会議] - 光リザーバコンピューティングの実装と強化学習への応用
菅野 円隆, 内田 淳史
2021年07月, [国内会議] - Photonic artificial intelligence using complex photonics: Reservoir computing and decision making
A. Uchida
2021年07月, [国際会議] - フォトニックQ学習における状態探索の解析
漆原 昂, ショヴェ 二コラ, 砂田 哲, 菅野 円隆, 内田 淳史, 堀崎 遼一, 成瀬 誠
2021年03月, [国内会議] - 電気光遅延リザーバコンピューティングにおける遅延ループ数による記憶容量と非線形性のトレードオフ
齊藤 健斗, 菅野 円隆, 内田 淳史
2021年03月, [国内会議] - 生物種間競争原理を利用したMAB型強化学習問題の最適解探索法
新山 友暁, 古畑 玄貴, 内田 淳史, 成瀬 誠, 砂田 哲
2021年03月, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザを用いた光ディープリザーバコンピューティングにおける層数と性能の関係調査
長谷川 寛, 菅野 円隆, 内田 淳史
2021年03月, [国内会議] - マルチモード半導体レーザのモード競合ダイナミクスを用いた意思決定における台数拡張性の調査
岩見 龍吾, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2021年03月, [国内会議] - 3つの半導体レーザにおける遅延カオス同期を用いた意思決定実験
高林 瑞穂, 廣田 和幹, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2021年03月, [国内会議] - 電気光遅延リザーバコンピューティングにおける強化学習を用いたモデル選択実験
水戸 遼平, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2021年03月, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザにおける位相ダイナミクスと高速物理乱数生成
舟橋 遼, 工藤 翔太, 菅野 円隆, 内田 淳史
2021年03月, [国内会議] - クロージング:フォトニクスとコンピューティングの先端動向
内田 淳史
2021年03月, [国内会議] - 複雑系フォトニクスを用いた光リザーバコンピューティングと意思決定
内田 淳史
2021年03月, [国内会議] - 半導体レーザーネットワークを用いた競合バンディット問題における意思決定
巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
レーザー学会 第550回研究会「レーザーのカオス・ノイズダイナミクスとその応用」, 2021年02月, [国内会議] - カオス発振するマルチモード半導体レーザーのダイナミクスと多腕バンディット問題への応用におけるスケーラビリティの調査
岩見 龍吾, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
レーザー学会 第550回研究会「レーザーのカオス・ノイズダイナミクスとその応用」, 2021年02月, [国内会議] - 半導体レーザーを用いた一方向結合リング状ネットワークによる意思決定
巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2021年01月, [国内会議] - 半導体レーザーのリザーバコンピューティングを用いた強化学習の提案
菅野 円隆, 内田 淳史
2021年01月, [国内会議] - 複雑系フォトニクスを用いた光人工知能:リザーバコンピューティングと意思決定への応用
内田 淳史, 菅野 円隆
2020年12月, [国内会議] - Photonic reservoir computing using complex laser dynamics
A. Uchida and K. Kanno
2020年11月, [国際会議] - Mode competition dynamics and decision making using a chaotic multimode semiconductor laser
R. Iwami, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2020), 2020年11月, [国際会議] - Decision making using comparison of chaotic temporal waveforms in semiconductor lasers
K. Morijiri, T. Mihana, A. Oda, R. Iwami, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2020), 2020年11月, [国際会議] - Experiment on spontaneous switching of leader-laggard relationship in coupled three semiconductor lasers for decision making
M. Takabayashi, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2020), 2020年11月, [国際会議] - Decision making for solving competitive multi-armed bandit problem using scalable laser network
T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2020), 2020年11月, [国際会議] - Memory capacity and nonlinearity in electro-optic delay-based reservoir computing
K. Saito, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2020), 2020年11月, [国際会議] - Architectures of photonic deep reservoir computing using a semiconductor laser with optical feedback and injection
H. Hasegawa, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2020), 2020年11月, [国際会議] - Experiment on adaptive model selection using reinforcement learning in electrooptic delay-based reservoir computing
R. Mito, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2020), 2020年11月, [国際会議] - Reinforcement learning based on electro-optic delay-based reservoir computing
K. Kanno and A. Uchida
Proceedings of 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2020), 2020年11月, [国際会議] - Evaluation of optical frequency dynamics in a semiconductor laser with timedelayed optical feedback
R. Funabashi, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2020), 2020年11月, [国際会議] - Comparison between (epsilon, tau) entropy and sample entropy in a chaotic semiconductor laser
T. Okuma, Y. Kawaguchi, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2020), 2020年11月, [国際会議] - Reservoir computing with laser dynamics: Applications of photonic artificial intelligenc
A. Uchida and K. Kanno
2020年11月, [国際会議] - 複数の半導体レーザカオス波形を用いたスケーラブルな意思決定
森尻 健正, 巳鼻 孝朋, 小田 章裕, 岩見 龍吾, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2020年09月, [国内会議] - 時間遅延リザーバコンピューティングを用いた強化学習
菅野 円隆, 内田 淳史
2020年09月, [国内会議] - レーザネットワークの遅延カオス同期を用いた意思決定
巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2020年09月, [国内会議] - 一方向結合された3つの半導体レーザにおける遅延カオス同期実験
高林 瑞穂, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2020年09月, [国内会議] - マルチモード半導体レーザのモード競合ダイナミクスを用いた意思決定性能の調査
岩見 龍吾, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2020年09月, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザにおける周波数ダイナミクスの抽出
舟橋 遼, 菅野 円隆, 内田 淳史
2020年09月, [国内会議] - 光注入された半導体レーザカオスおけるサンプルエントロピーと (ε,τ) エントロピーの比較
大熊 智彦, 川口 佑, 菅野 円隆, 内田 淳史
2020年09月, [国内会議] - 電気光遅延システムのリザーバコンピューティングにおける強化学習を用いたモデル選択の実験的評価
水戸 遼平, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2020年09月, [国内会議] - レーザーカオス時系列を用いたQ学習の提案と実証
漆原 昂, ショヴェ 二コラ, 河内 聡志, 砂田 哲, 菅野 円隆, 内田 淳史, 成瀬 誠
2020年09月, [国内会議] - 電気光遅延システムを用いたリザーバコンピューティングにおける非線形性と記憶容量の調査
齊藤 健斗, 菅野 円隆, 内田 淳史
2020年09月, [国内会議] - 光の時空間ダイナミクスに基づく並列コンピューティング
砂田 哲, 菅野 円隆, 内田 淳史
2020年09月, [国内会議] - 遅延フィードバックを有する半導体レーザを用いたディープリザーバコンピューティングの構成方法の比較
長谷川 寛, 菅野 円隆, 内田 淳史
2020年09月, [国内会議] - Photonic accelerator: reservoir computing and decision making for artificial intelligence
A. Uchida, K. Kanno, S. Sunada, and M. Naruse
2020年07月, [国際会議] - 戻り光を付加された量子ドットレーザのダイナミクス実験
山崎 和人, 菅野 円隆, 松本 敦, 成瀬 誠, 山本 直克, 内田 淳史
2020年03月, [国内会議] - 多本腕バンディット問題における最良選択に対する複雑ダイナミクスの効果
河内 聡志, 新山 友暁, 内田 淳史, 成瀬 誠, 砂田 哲
2020年03月, [国内会議] - 綱引き理論に基づく半導体レーザネットワークを用いた意思決定
巳鼻 孝朋, 藤井 聖広, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2020年03月, [国内会議] - 非定常な報酬確率のバンディット問題における半導体レーザカオスを用いた意思決定
小田 章裕, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2020年03月, [国内会議] - 物理乱数源としての半導体レーザカオス時系列のエントロピー評価実験
川口 佑, 菅野 円隆, 内田 淳史
2020年03月, [国内会議] - 戻り光変調された半導体レーザを用いた光リザーバコンピューティングの性能評価実験
アフィカ アマリナ ハヤ, 菅野 円隆, 内田 淳史
2020年03月, [国内会議] - 複雑系フォトニクスに基づく光AI: 光リザーバーコンピューティングの進展
内田 淳史, 菅野 円隆
2020年03月, [国内会議] - 戻り光を有するマルチモード半導体レーザーにおけるモード競合ダイナミクスと意思決定への応用
岩見 龍吾, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2020年02月, [国内会議] - 一方向リングレーザーネットワークにおける遅延カオス同期と意思決定
巳鼻 孝朋, 藤井 聖広, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2020年02月, [国内会議] - Decision making using classical and quantum light
M. Naruse, N. Chauvet, S.Huant, S. Sunada, A. Uchida, and H. Hori
2020年02月, [国際会議] - 半導体レーザを用いたリザーバーコンピューティング
内田 淳史, 菅野 円隆
2020年01月, [国内会議] - Evaluation of entropy rate from chaotic time series in semiconductor lasers
Y. Kawaguchi, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2019), 2019年12月, [国際会議] - Extraction of optical frequency dynamics in a semiconductor laser with optical delayed feedback
R. Funabashi, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2019), 2019年12月, [国際会議] - Optimal complex dynamics for solving multi-armed bandit problems using chaotic time series
S. Kochi, T. Niiyama, A. Uchida, M. Naruse, and S. Sunada
Proceedings of 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2019), 2019年12月, [国際会議] - Experiment on decision making using lag synchronization of chaos in mutually-coupled semiconductor lasers with time delay
M. Takabayashi, Y. Mitsui, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2019), 2019年12月, [国際会議] - Decision making for multi-armed bandit problem with variable hit probabilities using chaotic laser signals
A. Oda, T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2019), 2019年12月, [国際会議] - Laser network for lag synchronization of chaos and decision making
T. Mihana, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2019), 2019年12月, [国際会議] - Adaptive selection of dynamical models based on decision making in laser-based reservoir computing
K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2019), 2019年12月, [国際会議] - Characteristics of optical feedback modulation in delay-based photonic reservoir computing with a semiconductor laser
A. A. Haya, C. Sugano, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2019), 2019年12月, [国際会議] - 光を用いたリザーバコンピューティング
内田 淳史, 菅野 円隆
2019年11月, [国内会議] - 量子ドットレーザを用いた戻り光によるカオス生成におけるヒステリシス現象の観測
松本 敦, 赤羽 浩一, 山崎 和人, 菅野 円隆, 山本 直克, 堀 裕和, 成瀬 誠, 内田 淳史
2019年09月, [国内会議] - 戻り光半導体レーザにおける光ヘテロダイン検波を用いた周波数ダイナミクスの数値計算
舟橋 遼, 菅野 円隆, 内田 淳史
2019年09月, [国内会議] - マルチモード半導体レーザのモード競合ダイナミクスを用いた多腕バンディット問題における意思決定
岩見 龍吾, 巳鼻 孝朋, 小田 章裕, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2019年09月, [国内会議] - 動的当たり確率の多腕バンディット問題におけるレーザカオスを用いた意思決定方式の性能向上
小田 章裕, 巳鼻 孝朋, 岩見 龍吾, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2019年09月, [国内会議] - 遅延フィードバックを有する半導体レーザを用いたリザーバコンピューティングの遅延時間による影響
長谷川 寛, 菅野 千紘, アフィカ アマリナ ハヤ, 菅野 円隆, 内田 淳史
2019年09月, [国内会議] - 相互結合された半導体レーザの遅延カオス同期を用いた意思決定実験
高林 瑞穂, 三井 湧方, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2019年09月, [国内会議] - Parallelization in reservoir computing based on a mutually coupled electro-optic delay system
K. Saito, K. Kanno, and A. Uchida
2019年09月, [国際会議] - Decision making using lag synchronization of chaos in mutually-coupled semiconductor lasers
T. Mihana, Y. Mitsui, M. Takabayashi, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
2019年09月, [国際会議] - Implementation of optical feedback modulation in photonic reservoir computing
A. A. Haya, C. Sugano, K. Kanno, and A. Uchida
2019年09月, [国際会議] - Experimental investigation of nonlinear dynamics and bifurcation in a quantum-dot laser with optical feedback
K. Yamasaki, K. Kanno, A. Matsumoto, M. Naruse, N. Yamamoto, and A. Uchida
2019年09月, [国際会議] - 光注入された半導体レーザにおけるカオス時系列の(ε,τ)エントロピー評価
川口 佑, 菅野 円隆, 内田 淳史
2019年09月, [国内会議] - 複雑系フォトニクスに基づくリザーバコンピューティング応用
内田 淳史, 菅野 円隆
2019年09月, [国内会議] - Single hybrid plasmonic structures for efficient photon pair production at the nanoscale
N. Chauvet, M.Corny, G. Laurent, A. Drezet, G. Nogues, G. Dantelle, T.Gacoin, A. Uchida, H. Hori, S. Huant, G. Bachelier, and M. Naruse
2019年07月, [国際会議] - 複雑系フォトニクスを用いたリザーバコンピューティングと高速意思決定
内田 淳史
2019年07月, [国内会議] - Decision Making by Photons
M. Naruse, N. Chauvet, A. Uchida, S. Huant, and H. Hori
Conference Proceedings of the 1st International Conference on Multimedia Information Technology and Applications (MITA2019), 2019年06月, [国際会議] - 光リザーバコンピューティングの進展とモデル選択応用
菅野 円隆, 内田 淳史
2019年06月, [国内会議] - レーザーを用いたリザーバコンピューティングの進展とモデル選択応用
菅野 円隆, 内田 淳史
2019年06月, [国内会議] - 相互結合された半導体レーザの遅延カオス同期を用いた意思決定
三井 湧方, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 内田 淳史
2019年03月, [国内会議] - レーザカオス時系列を用いた意思決定原理による無線通信の動的チャネル選択
竹内 俊剛, 成瀬 誠, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 内田 淳史, 馬 セイ, 長谷川 幹雄
2019年03月, [国内会議] - 光微小共振器によるリザバー計算:大規模光ネットワークとセンシング応用
砂田 哲, 新山 友暁, 内田 淳史, 新井 賢一
2019年03月, [国内会議] - 光リザーバコンピューティングにおける戻り光強度変調と位相変調の比較実
アフィカ アマリナ ハヤ, 菅野 千紘, 菅野 円隆, 内田 淳史
2019年03月, [国内会議] - 短い遅延ループを有する半導体レーザを用いたリザーバコンピューティングの並列化
菅野 千紘, アフィカ アマリナ ハヤ, 菅野 円隆, 内田 淳史
2019年03月, [国内会議] - 遅延カオス同期を用いた意思決定の数値計算による性能評価
巳鼻 孝朋, 三井 湧方, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2019年03月, [国内会議] - カオス時系列を用いた敵対的生成ネットワーク(CHAOS GAN)
成瀬 誠, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 内田 淳史
2019年03月, [国内会議] - 光リザーバコンピューティングにおける意思決定手法を用いたモデル選択
菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2019年03月, [国内会議] - 当たり確率が変化する多本腕バンディット問題におけるレーザカオスを用いた強化学習と意思決定
小田 章裕, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2019年03月, [国内会議] - 複雑系フォトニクスと情報セキュリティ・人工知能への応用
内田 淳史
2019年01月, [国内会議] - Dynamical channel selection in wireless communications by multi-armed bandit algorithm using chaotic time series
S. Takeuchi, M. Naruse, T. Mihana, K. Kanno, A. Uchida, J. Ma, and M. Hasegawa
2019年01月, [国際会議] - レーザカオス同期の自発的スイッチング現象を用いた意思決定の数値計算
巳鼻 孝朋, 三井 湧方, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
電子情報通信学会 技術研究報告, 2019年01月, [国内会議] - レーザを用いたリザーバコンピューティングにおける強化学習を利用したモデル選択
菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
電子情報通信学会 技術研究報告, 2019年01月, [国内会議] - 量子ドットレーザダイナミクスの分岐現象の実験的調査
山崎 和人, 菅野 円隆, 松本 敦, 成瀬 誠, 山本 直克, 内田 淳史
電子情報通信学会 技術研究報告, 2019年01月, [国内会議] - 半導体レーザカオス時系列からのエントロピー生成率の算出
川口 佑, 菅野 円隆, 内田 淳史
電子情報通信学会 技術研究報告, 2019年01月, [国内会議] - Photonic decision making
M. Naruse, N. Chauvet, H. Hori, S. Huant, and A. Uchida
2018年12月, [国際会議] - Photonic reservoir computing with a chaotic micro-cavity
S. Sunada, T. Niiyama, A. Uchida, and K. Arai
2018年12月, [国際会議] - Photonic delay-based reservoir computing on a chip
A. Uchida, K. Takano, C. Sugano, M. Inubushi, K. Yoshimura, S. Sunada, and K. Kanno
2018年12月, [国際会議] - Photonic reservoir computing using a single semiconductor laser with optical feedback-phase modulation
A. A. Haya, C. Sugano, K. Kanno, and A. Uchida
2018年12月, [国際会議] - Applications of complex photonics: From information security to artificial intelligence
A. Uchida
2018年12月, [国際会議] - 量子ドットレーザの戻り光変化による非線形ダイナミクス実験
山崎 和人, 菅野 円隆, 松本 敦, 成瀬 誠, 内田 淳史
2018年11月, [国内会議] - epsilon, tau)エントロピーによるレーザカオスの予測不可能性の評価
川口 佑, 菅野 円隆, 内田 淳史
2018年11月, [国内会議] - レーザにおけるコンシステンシーとリザーバコンピューティングへの応用
内田 淳史
2018年10月, [国内会議] - 古典光及び量子光を用いた意思決定に関する研究
成瀬 誠, 内田 淳史, S. Huant
2018年09月, [国内会議] - 時空間ダイナミクスを用いた物理リザーバーコンピューティング
宮村 圭祐, 砂田 哲, 新山 友暁, 内田 淳史, 新井 賢一
2018年09月, [国内会議] - 光多重反射を利用した大規模な光ニューラルネットワーク形成とリザーバーコンピューティングへの応用
砂田 哲, 新山 友暁, 内田 淳史, 新井 賢一
2018年09月, [国内会議] - 複雑系フォトニクスを用いた光AI:リザーバコンピューティングと意思決定
内田 淳史
2018年09月, [国内会議] - 強化学習を併用した光リザーバコンピューティングの提案
菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2018年09月, [国内会議] - マルチモード半導体レーザを用いた周波数帯域拡大カオス生成実験
小田 航也, 吉屋 圭吾, 川口 佑, 内田 淳史
2018年09月, [国内会議] - 相互結合された半導体レーザの遅延カオス同期における自発的スイッチング実験
三井 湧方, 巳鼻 孝朋, 菅野 円隆, 内田 淳史
2018年09月, [国内会議] - 短距離フィードバックを有する半導体レーザを用いたリザーバコンピューティングの記憶容量
菅野 千紘, 高野 耕輔, アフィカ アマリナ ハヤ, 菅野 円隆, 内田 淳史
2018年09月, [国内会議] - 戻り光位相変調された半導体レーザを用いた光リザーバコンピューティング実験
アフィカ アマリナ ハヤ, 菅野 千紘, 菅野 円隆, 内田 淳史
2018年09月, [国内会議] - 相互結合された半導体レーザにおける遅延カオス同期を用いた意思決定の数値解析
巳鼻 孝朋, 三井 湧方, 菅野 円隆, 成瀬 誠, 内田 淳史
2018年09月, [国内会議] - Reservoir computing model based on spatiotemporal dynamics
K. Miyamura, S. Sunada, A. Uchida, and T. Niiyama
Proceedings of 2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2018年09月, [国際会議] - Wave dynamical reservoir computing at a microscale
S. Sunada, K. Arai, and A. Uchida
Proceedings of 2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2018年09月, [国際会議] - Mutually coupled optoelectronic systems with different delays for reservoir computing
K. Kanno, M. Bunsen, and A. Uchida
Proceedings of 2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2018年09月, [国際会議] - Decision making by classical and quantum light
M. Naruse, N. Chauvet, D. Jegouso, A. Uchida, H. Hori, A. Drezet, B. Boulanger, S. Huant, and G. Bachelier
Proceedings of 2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2018年09月, [国際会議] - Optical decision making with a semiconductor ring laser
R. Homma, S. Kochi, T. Niiyama, A. Uchida, M. Naruse, and S. Sunada
Proceedings of 2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2018年09月, [国際会議] - Decision making using lag synchronization of chaos in mutually-coupled semiconductor lasers
T. Mihana, Y. Mitsui, K. Kanno, M. Naruse, and A. Uchida
Proceedings of 2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2018年09月, [国際会議] - Experiment on leader-laggard relationship in mutually-coupled semiconductor lasers with time delay
Y. Mitsui, T. Mihana, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of 2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2018年09月, [国際会議] - Entropy estimation of white chaos generated from optical heterodyne for random number generation
K. Yoshiya and A. Uchida
Proceedings of 2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2018年09月, [国際会議] - Reservoir computing using semiconductor laser with short external cavity
C. Sugano, K. Takano, K. Kanno, M. Inubushi, K. Yoshimura, and A. Uchida
Proceedings of 2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2018年09月, [国際会議] - Decision making by classical and quantum light
M. Naruse, N. Chauvet, D. Jegouso, A. Uchida, H. Hori, A. Drezet, B. Boulanger, S. Huant, and G. Bachelier
2018年08月, [国際会議] - Decision making by photonics
M. Naruse, A. Uchida, H. Hori, N. Chauvet, A. Drezet, G. Bachelier, S. Huant
2018年07月, [国際会議] - Transform single photons to ultrafast decision making
M. Naruse, A. Uchida, H. Hori, N. Chauvet, A. Drezet, G. Bachelier, and S. Huant
2018年07月, [国際会議] - Entangled photons, a new resource for social decision making
N. Chauvet, N. Chauvet, M. Naruse, A. Uchida, H. Hori, A. Drezet, G. Bachelier, S. Huant
2018年07月, [国際会議] - 半導体レーザカオス波形を用いた事前知識なしにおける意思決定の調査
小田 章裕, 巳鼻 孝朋, 成瀬 誠, 内田 淳史
2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集, 2018年03月, [国内会議] - レーザカオスの時分割多重によるスケーラブルな強化学習
成瀬 誠, 巳鼻 孝朋, 堀 裕和, 西郷 甲矢人, 岡村 和弥, 内田 淳史
2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集, 2018年03月, [国内会議] - 半導体リングレーザーの高速ランダムスイッチングダイナミクスを用いた意思決定の検討
本間 竜太郎, 河内 聡志, 新山 友暁, 内田 淳史, 成瀬 誠, 砂田 哲
2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集, 2018年03月, [国内会議] - 位相変調された戻り光を有する半導体レーザに基づくリザーバコンピューティング
菅野 円隆, 内田 淳史, 文仙 正俊
2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集, 2018年03月, [国内会議] - 半導体レーザを搭載した光集積回路によるリザーバコンピューティング実験
高野 耕輔, 菅野 千紘, 内田 淳史, 犬伏 正信, 吉村 和之
2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集, 2018年03月, [国内会議] - 光ヘテロダインによる白色カオスの光周波数差に対するエントロピーの評価
吉屋 圭悟, 内田 淳史
2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集, 2018年03月, [国内会議] - マルチモード半導体レーザ間の共通信号入力同期における駆動光の帯域制限実験
富山 真, 山崎 和人, 内田 淳史, 吉村 和之, 犬伏 正信
2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集, 2018年03月, [国内会議] - マルチモード半導体レーザを用いた共通信号入力同期における帯域制限の影響
山崎 和人, 富山 真, 内田 淳史, 吉村 和之, 犬伏 正信
2018年電子情報通信学会 総合大会 講演論文集, 2018年03月, [国内会議] - 3つの一方向結合された半導体レーザにおける帯域拡大カオスとエントロピーの数値計算
川口 佑, 吉屋 圭悟, 小田 航也, 内田 淳史
2018年電子情報通信学会 総合大会 講演論文集, 2018年03月, [国内会議] - レーザのカオス同期とコンシステンシー:情報セキュリティから人工知能への応用まで
内田 淳史
2018年電子情報通信学会 総合大会 講演論文集, 2018年03月, [国内会議] - 半導体リングレーザーを用いた高速・最適意思決定に関する検討
河内 聡志, 本間 竜太郎, 砂田 哲, 新山 友暁, 内田 淳史
2017年12月, [国内会議] - Experiment on temporal mask effect in laser dynamical reservoir computing
Y. Kuriki, K. Takano, C. Sugano, and A. Uchida
Proceedings of 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2017年12月, [国際会議] - Information processing based on an external-cavity semiconductor laser with optical feedback-phase modulation
K. Kanno, C. Sugano, K. Takano, A. Uchida, and M. Bunsen
Proceedings of 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2017年12月, [国際会議] - Adaptation of decision making with chaotic semiconductor laser
T. Mihana, Y. Terashima, M. Naruse, S.-J. Kim, and A. Uchida
Proceedings of 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2017年12月, [国際会議] - Numerical analysis on dynamics-dependent synchronization in mutually-coupled semiconductor lasers
S. Ohara, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2017年12月, [国際会議] - 物理乱数生成における光ヘテロダインを用いた白色カオスのエントロピーの評価と比較
吉屋 圭悟, 寺島 悠太, 内田 淳史
Optics & Photonics Japan 2017, 日本光学会年次学術講演会 講演予稿集, 2017年10月, [国内会議] - スーパールミネッセントダイオードと後処理用電子回路による実時間物理乱数生成
小田 航也, 寺島 悠太, 吉屋 圭悟, 内田 淳史
Optics & Photonics Japan 2017, 日本光学会年次学術講演会 講演予稿集, 2017年10月, [国内会議] - 相互結合型半導体レーザにおけるリーダ-ラガード同期
三井 湧方, 巳鼻 孝朋, 小原 翔馬, 内田 淳史
Optics & Photonics Japan 2017, 日本光学会年次学術講演会 講演予稿集, 2017年10月, [国内会議] - 短距離フィードバックを有する半導体レーザにおけるリザーバコンピューティングの数値計算
菅野 千紘, 高野 耕輔, 内田 淳史, 犬伏 正信, 吉村 和之
Optics & Photonics Japan 2017, 日本光学会年次学術講演会 講演予稿集, 2017年10月, [国内会議] - レーザのダイナミクスを用いたリザーバコンピューティング
内田 淳史
2017年09月, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザの光集積回路を用いたリザーバコンピューティングの実験
高野 耕輔, 菅野 千紘, 栗城 瑛将, 内田 淳史, 犬伏 正信, 吉村 和之
2017年 第78回応用物理学会秋季学術講演会 講演予稿集, 2017年09月, [国内会議] - 広帯域ノイズ光により駆動されたマルチモード半導体レーザにおける共通信号入力同期実
富山 真, 内田 淳史, 吉村 和之, 犬伏 正信
2017年 第78回応用物理学会秋季学術講演会 講演予稿集, 2017年09月, [国内会議] - 広帯域ノイズ光と乱数生成用電子回路を用いた実時間物理乱数生成実験
小田 航也, 寺島 悠太, 吉屋 圭悟, 内田 淳史
2017年 第78回応用物理学会秋季学術講演会 講演予稿集, 2017年09月, [国内会議] - 相互結合された2つの半導体レーザを用いた遅延カオス同期実験におけるリーダ-ラガード関係
三井 湧方, 巳鼻 孝朋, 小原 翔馬, 内田 淳史
2017年 第78回応用物理学会秋季学術講演会 講演予稿集, 2017年09月, [国内会議] - 非対称な戻り光を有する相互結合された半導体レーザのカオス同期の数値解析
小原 翔馬, 菅野 円隆, 内田 淳史
2017年 第78回応用物理学会秋季学術講演会 講演予稿集, 2017年09月, [国内会議] - 綱引き理論に基づく半導体レーザカオスを用いた意思決定の性能分析
巳鼻 孝朋, 寺島 悠太, 成瀬 誠, 金 成主, 内田 淳
2017年 第78回応用物理学会秋季学術講演会 講演予稿集, 2017年09月, [国内会議] - 短い外部共振器長を有する半導体レーザを用いたリザーバコンピューティングに関する数値計算
菅野 千紘, 高野 耕輔, 内田 淳史, 犬伏 正信, 吉村 和之
第78回応用物理学会秋季学術講演会予稿集, 2017年09月, [国内会議] - 光ヘテロダインによる白色カオスを用いた 高速物理乱数生成におけるエントロピーの評価
吉屋 圭悟, 寺島 悠太, 内田 淳史
2017年度電子情報通信学会ソサエティ大会 講演論文集, 2017年09月, [国内会議] - 半導体レーザカオスを用いた意思決定における記憶係数による適応性と収束性
巳鼻 孝朋, 寺島 悠太, 成瀬 誠, 金 成主, 内田 淳史
電子情報通信学会 技術研究報告, 2017年07月, [国内会議] - Progress in random number generation with chaotic lasers
A. Uchida, K. Ugajin, Y. Terashima, and K. Yoshiya
2017年05月, [国際会議] - 短い外部共振器長における相互結合された半導体レーザのカオス同期特性の数値解析
小原 翔馬, カルサクリアン・ダル・ボスコ アンドレアス, 宇賀神 上総, 内田 淳史, 原山 卓久, 犬伏 正信
2017年03月, [国内会議] - 多段化された光集積回路間における共通信号入力同期実験
佐々木 卓磨, 三井 湧方, 内田 淳史, 砂田 哲, 吉村 和之, 犬伏 正信
2017年03月, [国内会議] - 半導体レーザの帯域拡大カオスを用いた物理乱数生成器におけるエントロピー生成率の評価
寺島 悠太, 吉屋 圭吾, 内田 淳史
2017年03月, [国内会議] - 半導体レーザカオスを用いた超高速意思決定における適応性の調査
巳鼻 孝朋, 寺島 悠太, 内田 淳史, 成瀬 誠, 金 成主
2017年03月, [国内会議] - ナノ光学とレーザーカオスを用いた超高集積・超高速意思決定
成瀬 誠, 内田 淳史, 金 成主
2017年02月, [国内会議] - 光学系におけるリザーバコンピューティングの最新研究状況
内田 淳史
2017年01月, [国内会議] - 異なるマスク信号を用いた半導体レーザーにおけるリザーバコンピューティング実験
栗城 瑛将, 高野 耕輔, 中山 丞真, 内田 淳史
2017年01月, [国内会議] - Chaos, noise, and physical random number generation
J. D. Hart, Y. Terashima, A. Uchida, T. E. Murphy, and R. Roy
2017年01月, [国際会議] - 平均状態エントロピーを用いた半導体レーザによるリザーバコンピューティングの性能調
高野 耕輔, 栗城 瑛将, 中山 丞真, 内田 淳史
2016年11月, [国内会議] - 光ヘテロダインを用いた白色カオスのダイナミクス調査と物理乱数生成実験
吉屋 圭悟, 寺島 悠太, 内田 淳史
2016年11月, [国内会議] - 波長フィルタを適用したノイズ光源により駆動された半導体レーザの共通信号入力同期
富山 真, 鈴木 頌允, 内田 淳史, 吉村 和之, 新井 賢一, 犬伏 正信
2016年11月, [国内会議] - フォトン・インテリジェンス
成瀬 誠, 堀 裕和, 青野 真士, 内田 淳史, 金 成主
2016年11月, [国内会議] - Intermittent dynamics in lasers: Distribution mapping and random number generation
A. Karsaklian Dal Bosco, N. Sato, S. Ohara, Y. Terashima, A. Uchida, T. Harayama, and K. Yoshimura
Proceedings of 2016 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2016年11月, [国際会議] - Fast physical random bit generation using a photonic integrated circuit
Y. Terashima, K. Ugajin, A. Uchida, T. Harayama, and K. Yoshimura
Proceedings of 2016 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2016年11月, [国際会議] - Chaos synchronization and nonlinear dynamics in a photonic integrated circuit with two semiconductor lasers
S. Ohara, A. Karsaklian Dal Bosco, K. Ugajin, A. Uchida, T. Harayama, and K. Yoshimura
Proceedings of 2016 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2016年11月, [国際会議] - Common-signal-induced synchronization in photonic integrated circuits driven by constant-amplitude random-phase light
T. Sasaki, I. Kakesu, A. Uchida, S. Sunada, K. Yoshimura, and K. Arai
Proceedings of 2016 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2016年11月, [国際会議] - Experiment on reservoir computing using consistency of a semiconductor laser
Y. Kuriki, J. Nakayama, K. Takano, and A. Uchida
Proceedings of 2016 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications, 2016年11月, [国際会議] - 光集積回路の高速カオスを用いた物理乱数生成実験と評価
寺島 悠太, 宇賀神 上総, 吉屋 圭悟, 内田 淳史, 原山 卓久, 犬伏 正信
2016年09月, [国内会議] - 半導体レーザを用いたリザーバコンピューティング実験におけるマスク信号の調査
栗城 瑛将, 高野 耕輔, 中山 丞真, 内田 淳史
2016年09月, [国内会議] - 光集積回路を用いた共通信号入力同期と相関乱数秘密鍵配送実験
佐々木 卓磨, 掛巣 和泉, 内田 淳史, 砂田 哲, 吉村 和之, 犬伏 正信
2016年09月, [国内会議] - 半導体レーザの過渡ダイナミクスを用いたリザーバコンピューティングの複雑性評価の数値計算
高野 耕輔, 栗城 瑛将, 中山 丞真, 内田 淳史
2016年09月, [国内会議] - 光ヘテロダインによる白色カオスを用いた高速物理乱数生成実験
吉屋 圭悟, 寺島 悠太, 内田 淳史
2016年09月, [国内会議] - 半導体レーザ間の共通信号入力同期実験における駆動用ノイズ光源の帯域制限の調査
富山 真, 鈴木 頌允, 内田 淳史, 吉村 和之, 新井 賢一, 犬伏 正信
2016年09月, [国内会議] - Reservoir computing with consistency of a semiconductor laser: chaos mask effect
A. Uchida
2016年09月, [国際会議] - Reservoir computing based on consistency of a semiconductor laser driven by a chaos mask signal
J. Nakayama, K. Kanno, and A. Uchida
2016年06月, [国際会議] - Noise and chaos in optical random number generation
J. D. Hart, Y. Terashima, A. Uchida, T. E. Murphy, and R. Roy
2016年05月, [国際会議] - 半導体レーザを有する光集積回路とビットシフト回転法を用いた物理乱数生成
宇賀神 上総, 寺島 悠太, 内田 淳史, 原山 卓久, 吉村 和之
2016年 第63回応用物理学会春季学術講演会講演予稿集, 2016年03月, [国内会議] - 光結合されたレーザを有する光集積回路を用いた低周波不規則振動におけるカオス同期実験
小原 翔馬, 宇賀神 上総, カルサクリアン・ダル・ボスコ アンドレアス, 内田 淳史, 原山 卓久, 吉村 和之
2016年 第63回応用物理学会春季学術講演会講演予稿集, 2016年03月, [国内会議] - 光集積回路における間欠性ルートとカオス
カルサクリアン・ダル・ボスコ アンドレアス, 秋澤 康裕, 菅野 円隆, 内田 淳史, 原山 卓久, 吉村 和之
2016年電子情報通信学会 総合大会講演論文集, 2016年03月, [国内会議] - 有色ノイズをマスク信号として用いた半導体レーザにおけるリザーバコンピューティング
中山 丞真, 菅野 円隆, 内田 淳史
2016年電子情報通信学会 総合大会講演論文集, 2016年03月, [国内会議] - 結合レーザーを搭載した光集積回路における低周波不規則振動とカオス同期
小原 翔馬, 宇賀神 上総, カルサクリアン・ダル・ボスコ アンドレアス, 内田 淳史, 原山 卓久, 吉村 和之
レーザー学会第488回研究会 レーザーのカオス・ノイズダイナミクスとその応用 研究会報告, 2016年02月, [国内会議] - 半導体レーザの過渡ダイナミクスを用いたリザーバコンピューティング実験
栗城 瑛将, 中山 丞真, 内田 淳史
レーザー学会学術講演会第36回年次大会講演予稿集, 2016年01月, [国内会議] - 帯域制限されたスーパールミネッセントダイオードによる半導体レーザ間の共通信号入力同期
鈴木 頌允, 樋田 拓也, 内田 淳史, 吉村 和之, 新井 賢一
レーザー学会学術講演会第36回年次大会講演予稿集, 2016年01月, [国内会議] - High-frequency self-pulsations in a semiconductor laser with optical feedback in a photonic integrated circuit
A. Karsaklian Dal Bosco, K. Kanno, A. Uchida, M. Sciamanna, T. Harayama, and K. Yoshimura
Proceedings of 2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2015), 2015年12月, [国際会議] - Principal frequency band of cascaded single-mode semiconductor lasers injected with broadband random light
K. Yoshimura, M. Inubushi, and A. Uchida
Proceedings of 2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2015), 2015年12月, [国際会議] - Modulation frequency response in synchronized semiconductor lasers subject to constant-amplitude and random phase light
K. Kanno, T. Ariarakawa, A. Uchida, and M. Bunsen
Proceedings of 2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2015), 2015年12月, [国際会議] - Entropy enhancement in a semiconductor laser with double optical feedback
M. Tezuka, K. Kanno, A. Uchida, and M. Bunsen
Proceedings of 2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2015), 2015年12月, [国際会議] - Reservoir computing using a chaotic mask signal in a semiconductor laser with optical feedback
J. Nakayama, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of 2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2015), 2015年12月, [国際会議] - Observation of antiphase dynamics of spatiotemporal chaos in a broad-area semiconductor laser
M. Arahata and A. Uchida
Proceedings of 2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2015), 2015年12月, [国際会議] - 光集積回路で生成されたレーザカオスとビットシフト回転法を用いた物理乱数生成
宇賀神 上総, 寺島 悠太, 内田 淳史, 原山 卓久, 吉村 和之
Optics & Photonics Japan 2015, 日本光学会年次学術講演会講演予稿集, 2015年10月, [国内会議] - ランダム位相変調光を注入された2つの光集積回路における共通信号入力同期
佐々木 卓磨, 掛巣 和泉, 内田 淳史, 砂田 哲, 吉村 和之, 新井 賢一
Optics & Photonics Japan 2015, 日本光学会年次学術講演会講演予稿集, 2015年10月, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザを用いたリザーバコンピューティングにおけるマスク信号の調査
中山 丞真, 菅野 円隆, 内田 淳史
Optics & Photonics Japan 2015, 日本光学会年次学術講演会講演予稿集, 2015年10月, [国内会議] - Frequency dependence of chaos synchronization of low-frequency fluctuations in a photonic integrated circuit with mutually-coupled semiconductor lasers
S. Ohara, K. Ugajin, R. Takahashi, A. Uchida, T. Harayama, and K. Yoshimura
Dynamics Days Europe 2015 Book of Abstracts, 2015年09月, [国際会議] - Effect of the bandwidth limitation of an optical noise signal used for common-signal induced synchronization in chaotic semiconductor lasers
N. Suzuki, T. Hida, I. Kakesu, A. Uchida, K. Yoshimura, and K. Arai
Dynamics Days Europe 2015 Book of Abstracts, 2015年09月, [国際会議] - 帯域拡大カオスを用いた差分法による超高速物理乱数生成方式
寺島 悠太, 岩川 健人, 宇賀神 上総, 櫻庭 良佑, 内田 淳史
電子情報通信学会 2015年ソサイエティ大会講演論文集, 2015年09月, [国内会議] - 半導体レーザにおけるコンシステンシーを用いたリザーバコンピューティング実験
栗城 瑛将, 中山 丞真, 内田 淳史
電子情報通信学会 2015年ソサイエティ大会講演論文集, 2015年09月, [国内会議] - 広帯域ノイズ光と光集積回路を用いた共通信号入力同期実験
佐々木 卓磨, 掛巣 和泉, 内田 淳史, 砂田 哲, 吉村 和之, 新井 賢一
電子情報通信学会 2015年ソサイエティ大会講演論文集, 2015年09月, [国内会議] - Bifurcation to chaos in a photonic integrated circuit: the intermittency route
A. Karsaklian Dal Bosco, Y. Akizawa, K. Ugajin, K. Kanno, A. Uchida, T. Harayama, and K. Yoshimura
Dynamics Days Europe 2015 Book of Abstracts, 2015年09月, [国際会議] - Fast physical random number generation using a photonic integrated circuit and a differential method
K. Ugajin, Y. Terashima, A. Uchida, T. Harayama, and K. Yoshimura
Dynamics Days Europe 2015 Book of Abstracts, 2015年09月, [国際会議] - Recent advances in ultra-fast random number generation with chaotic lasers
A. Uchida
Dynamics Days Europe 2015 Book of Abstracts, 2015年09月, [国際会議] - 2つの戻り光を有する半導体レーザにおけるリアプノフスペクトラム解析
手塚 美和, 菅野 円隆, 内田 淳史, 文仙 正俊
2015年電子情報通信学会 総合大会予稿集, 2015年03月, [国内会議] - 相互結合された半導体レーザを有する光集積回路を用いたカオス同期の周波数依存性
小原 翔馬, 宇賀神 上総, 高橋 里枝, 原山 卓久, 吉村 和之, 内田 淳史
2015年電子情報通信学会 総合大会予稿集, 2015年03月, [国内会議] - カオスマスク信号を用いた半導体レーザのコンシステンシーに基づくリザーバコンピューティング
中山 丞真, 菅野 円隆, 内田 淳史
2015年電子情報通信学会 総合大会予稿集, 2015年03月, [国内会議] - 光集積回路における自己パルス生成とダイナミクス
カルサクリアン・ダル・ボスコ アンドレアス, 宇賀神 上総, 菅野 円隆, 原山 卓久, 吉村 和之, 内田 淳史
2015年電子情報通信学会 総合大会予稿集, 2015年03月, [国内会議] - ブロードエリア半導体レーザの空間モード間の反位相ダイナミクスの数値計算
荒幡 真也, 内田 淳史
2015年 第62回応用物理学会春季学術講演会予稿集, 2015年03月, [国内会議] - 不均一な注入電流を有するブロードエリア半導体レーザにおける時空カオスの数値解析
野澤 隆宏, 荒幡 真也, 森勝 進一朗, 内田 淳史
2015年 第62回応用物理学会春季学術講演会予稿集, 2015年03月, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザのコンシステンシーを用いたリザーバコンピューティングの数値計算
中山 丞真, 菅野 円隆, 内田 淳史
Optics & Photonics Japan 2014, 日本光学会年次学術講演会予稿集, 2014年11月, [国内会議] - 広帯域なスーパールミネッセントダイオード光を注入された半導体レーザ間の共通信号入力同期実験
鈴木 頌允, 樋田 拓也, 掛巣 和泉, 内田 淳史, 吉村 和之, 新井 賢一
Optics & Photonics Japan 2014, 日本光学会年次学術講演会予稿集, 2014年11月, [国内会議] - レーザカオス発生用光集積回路と差分法を用いた高速物理乱数生成
宇賀神 上総, 高橋 里枝, 内田 淳史, 原山 卓久, 吉村 和之
Optics & Photonics Japan 2014, 日本光学会年次学術講演会予稿集, 2014年11月, [国内会議] - スーパールミネッセントダイオードを用いた共通信号入力同期と相関乱数秘密鍵配送実験
鈴木 頌允, 樋田 拓也, 掛巣 和泉, 内田 淳史, 吉村 和之, 新井 賢一
2014年 第75回応用物理学会秋季学術講演会予稿集, 2014年09月, [国内会議] - 短距離で相互結合された半導体レーザにおける周波数帯域拡大カオスの生成
岩川 健人, 菅野 円隆, 内田 淳史
2014年 第75回応用物理学会秋季学術講演会予稿集, 2014年09月, [国内会議] - レーザカオス発生用相互結合型光集積回路におけるカオス同期実験
宇賀神 上総, 高橋 里枝, 内田 淳史, 原山 卓久, 都築 健, 砂田 哲, 吉村 和之, 新井 賢一, デイビス ピーター
2014年 第75回応用物理学会秋季学術講演会予稿集, 2014年09月, [国内会議] - Steady state analysis of short-term exchange of leader-laggard relationship in chaotic synchronized semiconductor lasers with low-frequency fluctuations
K. Kanno, T. Hida, A. Uchida, and M. Bunsen
Proceedings of 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2014), 2014年09月, [国際会議] - Frequency dependence of common-signal-induced synchronization in semiconductor lasers with constant-amplitude and random-phase light
I. Kakesu, N. Suzuki, A. Uchida, K. Yoshimura, K. Arai, and P. Davis
Proceedings of 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2014), 2014年09月, [国際会議] - Synchronization induced by common ASE noise in semiconductor lasers
K. Arai, K. Yoshimura, S. Sunada, and A. Uchida
Proceedings of 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2014), 2014年09月, [国際会議] - Spectral characteristics of consistency of a single-mode semiconductor laser injected with broadband random light
K. Yoshimura, J. Muramatsu, A. Uchida, and P. Davi
Proceedings of 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2014), 2014年09月, [国際会議] - Reservoir computing using consistency of semiconductor lasers with optical feedback and injection
J. Nakayama, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2014), 2014年09月, [国際会議] - ブロードエリア半導体レーザにおける多重空間モードの位相ダイナミクス
荒幡 真也、内田 淳史
電子情報通信学会 2014年総合大会, 2014年03月, [国内会議] - 広帯域ノイズ光を用いた半導体レーザの共通信号入力同期実験
樋田 拓也、鈴木 頌允、菅野 円隆、内田 淳史、吉村 和之、新井 賢一
電子情報通信学会 2014年総合大会, 2014年03月, [国内会議] - ブロードエリア半導体レーザーにおける位相ダイナミクスの周波数依存性
荒幡 真也、内田 淳史
レーザー学会研究会 レーザーのカオス・ノイズ・ダイナミクスとその応用, 2014年02月, [国内会議] - 共通信号入力同期した半導体レーザーカオスにおける過渡状態のリアプノフ指数の算出
菅野 円隆、内田 淳史
レーザー学会研究会 レーザーのカオス・ノイズ・ダイナミクスとその応用, 2014年02月, [国内会議] - 低周波不規則振動で同期した半導体レーザカオスにおけるLeader-Laggard関係の定常解解析
菅野 円隆、樋田 拓也、内田 淳史
電子情報通信学会 技術研究報告, 2014年01月, [国内会議] - 半導体レーザカオス発生用光集積回路を用いた物理乱数生成
高橋 里枝、秋澤 康裕、内田 淳史、原山 卓久、都築 健、砂田 哲、吉村 和之、新井 賢一、デイビス ピーター
Optics & Photonics Japan 2013、日本光学会年次学術講演会, 2013年11月, [国内会議] - 一方向結合された三つの半導体レーザーによる帯域拡大カオスを用いた高速物理乱数生成実験
櫻庭 良佑、菅野 円隆、岩川 健人、内田 淳史
Optics & Photonics Japan 2013、日本光学会年次学術講演会, 2013年11月, [国内会議] - カスケード接続された半導体レーザーにおける共通ランダム信号入力同期を用いた秘密鍵配送実験
掛巣 和泉、小泉 勇人、森勝 進一朗、会田 裕貴、野澤 隆宏、内田 淳史、吉村 和之、村松 純、デイビス ピーター
Optics & Photonics Japan 2013、日本光学会年次学術講演会, 2013年11月, [国内会議] - Antiphase dynamics of multi-transverse modes in broad-area semiconductor lasers
M. Arahata, and A. Uchida
Frontiers in Optics 2013 Technical Digest, 2013年10月, [国際会議] - Physical random number generation using photonic integrated circuit with mutually-coupled semiconductor lasers
R. Takahashi, Y. Akizawa, A. Uchida, T. Harayama, K. Tsuzuki, S. Sunada, K. Yoshimura, K. Arai, and P. Davis
Frontiers in Optics 2013 Technical Digest, 2013年10月, [国際会議] - Complexity and frequency bandwidth in unidirectionally-coupled semiconductor lasers with optical feedback
K. Kanno and A. Uchida
Frontiers in Optics 2013 Technical Digest, 2013年10月, [国際会議] - Bandwidth enhancement of chaos in three cascaded semiconductor lasers
R. Sakuraba, K. Kanno, K. Iwakawa, and A. Uchida
Frontiers in Optics 2013 Technical Digest, 2013年10月, [国際会議] - Statistical evaluation of correlation for physical random number generation with chaotic semiconductor lasers
K. Iwakawa, K. Kanno, R. Sakuraba, Y. Akizawa, and A. Uchida
Frontiers in Optics 2013 Technical Digest, 2013年10月, [国際会議] - Secure key distribution using common-signal-induced synchronization in cascaded semiconductor lasers
I. Kakesu, H. Koizumi, S. Morikatu, H. Aida, T. Nozawa, A. Uchida, K. Yoshimura, J. Muramatsu, and P. Davis
Frontiers in Optics 2013 Technical Digest, 2013年10月, [国際会議] - 半導体レーザカオスを用いた物理乱数の相関の統計的評価
岩川 健人、菅野 円隆、櫻庭 良佑、秋澤 康裕、内田 淳史
電子情報通信学会 2013年ソサイエティ大会, 2013年09月, [国内会議] - 一方向結合された3つの半導体レーザを用いたカオス周波数帯域拡大実験
櫻庭 良佑、菅野 円隆、岩川 健人、内田 淳史
電子情報通信学会 2013年ソサイエティ大会, 2013年09月, [国内会議] - 相互結合された半導体レーザを有する光集積回路における物理乱数生成実験
高橋 里枝、秋澤 康裕、内田 淳史、原山 卓久、都築 健、砂田 哲、吉村 和之、新井 賢一、デイビス ピーター
電子情報通信学会 2013年ソサイエティ大会, 2013年09月, [国内会議] - 多段化された半導体レーザにおける共通ランダム信号入力同期を用いた相関乱数暗号鍵生成実験
掛巣 和泉、小泉 勇人、森勝 進一郎、会田 裕貴、野澤 隆宏、内田 淳史、吉村 和之、村松 純、デイビス ピーター
電子情報通信学会 2013年ソサイエティ大会, 2013年09月, [国内会議] - ブロードエリア半導体レーザの横モード間における反位相ダイナミクスの実験的観測
荒幡 真也、内田 淳史
2013年秋季 第74回応用物理学会学術講演会, 2013年09月, [国内会議] - Estimation of maximum Lyapunov exponent using generalized synchronization in semiconductor lasers with optical feedback
K. Kanno and A. Uchida
Proceedings of 2013 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2013), 2013年09月, [国際会議] - Noise effects on generalized chaos synchronization in semiconductor lasers
K, Arai, S. Shinohara, S. Sunada, K. Yoshimura, T. Harayama, and A. Uchida
Proceedings of 2013 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2013), 2013年09月, [国際会議] - Synchronization of semiconductor lasers by injection of common broadband random light
K. Yoshimura, J. Muramatsu, K. Arai, S. Shinohara, and A. Uchida
Proceedings of 2013 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2013), 2013年09月, [国際会議] - 戻り光を有する半導体レーザにおける一般化同期を用いたリアプノフ指数の算出
菅野 円隆、内田 淳史
電子情報通信学会 技術研究報告, 2013年07月, [国内会議] - 外部共振器を有するカオス発生用光集積回路による高速物理乱数生成
高橋 里枝、秋澤 康裕、山崎 泰基、内田 淳史、原山 卓久、都築 健、砂田 哲、吉村 和之、新井 賢一、デイビス ピーター
電子情報通信学会 技術研究報告, 2013年07月, [国内会議] - 双方向に光結合された半導体レーザの遅延カオス同期における Leader-Laggard 関係の自発的スイッチング
樋田 拓也、菅野 円隆、内田 淳史
電子情報通信学会 技術研究報告, 2013年07月, [国内会議] - ブロードエリア半導体レーザにおける高速カオスの横モード分割ダイナミクスの実験的観測
荒幡 真也、内田 淳史
2013年春季 第60回応用物理学関係連合講演会, 2013年, [国内会議] - 半導体レーザのコンシステンシーを用いた符号化と復号におけるパラメータ偏差の影響
高橋 純一、菅野 円隆、内田 淳史
電子情報通信学会 2013年総合大会, 2013年, [国内会議] - 短距離で相互結合された半導体レーザにおけるカオス同期のLeader-Laggard関係
真田 圭佑、内田 淳史
電子情報通信学会 2013年総合大会, 2013年, [国内会議] - 光注入された半導体レーザーにおけるカオスの複雑性と周波数帯域
菅野 円隆、内田 淳史
第442回レーザー学会研究会, 2013年, [国内会議] - 時間遅延ダイナミカルシステムにおける有限時間リアプノフ指数の算出
菅野 円隆、内田 淳史
非線形問題研究会, 2013年, [国内会議] - 相互結合された半導体レーザにおける遅延カオス同期のLeader-Laggard関係の自発的スイッチング
樋田 拓也、菅野 円隆、内田 淳史
2012年秋季 第73回応用物理学会学術講演会, 2012年, [国内会議] - 高速カオス発生用光集積回路を用いた物理乱数生成
高橋 里枝、秋澤 康裕、山崎 泰基、内田 淳史、原山 卓久、都築 健、砂田 哲、吉村 和之、新井 賢一、デイビス ピーター
2012年秋季 第73回応用物理学会学術講演会, 2012年, [国内会議] - 高速カオス発生用光集積回路の非線形ダイナミクス
秋澤 康裕、高橋 里枝、会田 裕貴、山崎 泰基、内田 淳史、原山 卓久、都築 健、砂田 哲、吉村 和之、新井 賢一、デイビス ピーター
2012年秋季 第73回応用物理学会学術講演会, 2012年, [国内会議] - ブロードエリア半導体レーザにおける高速カオスの実験的観測
荒幡 真也、内田 淳史
2012年秋季 第73回応用物理学会学術講演会, 2012年, [国内会議] - カオス発生用マッキー・グラス電子回路を用いた実時間物理乱数生成
櫻庭 良佑、山崎 泰基、内田 淳史
電子情報通信学会 2012年ソサイエティ大会, 2012年, [国内会議] - 時間遅延ダイナミカルシステムの有限時間リアプノフ指数の解析
菅野 円隆、内田 淳史
電子情報通信学会 2012年ソサイエティ大会, 2012年, [国内会議] - 半導体レーザにおける共通信号入力同期を用いた秘密鍵配送実験
小泉 勇人、森勝 進一朗、会田 裕貴、荒幡 真也、野澤 隆宏、内田 淳史、吉村 和之、村松 純、デイビス ピーター
電子情報通信学会 2012年ソサイエティ大会, 2012年, [国内会議] - Nonlinear dynamics in a photonic integrated circuit for fast chaos generation
Y. Akizawa, R. Takahashi, H. Aida, T. Yamazaki, A. Uchida, T. Harayama, K. Tsuzuki, S. Sunada, K. Yoshimura, K. Arai, and P. Davis
Proceedings of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2012), 2012年, [国際会議] - Random number generation with a photonic integrated circuit for fast chaos generation
R. Takahashi, Y. Akizawa, T. Yamazaki, A. Uchida, T. Harayama, K. Tsuzuki, S. Sunada, K. Yoshimura, K. Arai, and P. Davis
Proceedings of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2012), 2012年, [国際会議] - Fast random number generation with bandwidth-enhanced chaos and post-processing
T. Yamazaki, Y. Akizawa, A. Uchida, K. Yoshimura, K. Arai, and P. Davis
Proceedings of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2012), 2012年, [国際会議] - 結合半導体レーザにおけるコンシステンシーと複雑性解析
菅野 円隆、内田 淳史
2012年春季 第59回 応用物理学関係連合講演会, 2012年, [国内会議] - ランダム位相変調光で駆動された半導体レーザ間の共通信号入力同期実験
会田 裕貴、小泉 勇人、内田 淳史、吉村 和之、デイビス ピーター
2012年春季 第59回 応用物理学関係連合講演会, 2012年, [国内会議] - Noise amplification based on dynamical instabilities in semiconductor laser systems and its application to nondeterministic random bit generators
S. Sunada, T. Harayama, P. Davis, K. Arai, K. Yoshimura, K. Tsuzuki, M. Adachi, and A. Uchida
Proceedings of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2012), 2012年, [国際会議] - Finite-time Lyapunov exponents in nonlinear dynamical systems with time-delayed feedback
K. Kanno and A. Uchida
Proceedings of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2012), 2012年, [国際会議] - Secure key distribution using correlated randomness in optical devices
K. Yoshimura, J. Muramatsu, P. Davis, A. Uchida, and T. Harayama
Proceedings of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2012), 2012年, [国際会議] - Experiment on secure key distribution using correlated random phenomenon in semiconductor lasers
H. Koizumi, S. Morikatsu, H. Aida, M. Arahata, T. Nozawa, A. Uchida, K. Yoshimura, J. Muramatsu, and P. Davis
Proceedings of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2012), 2012年, [国際会議] - Spontaneous exchange of leader-laggard relationship in mutually-coupled semiconductor lasers
T. Hida, K. Kanno, and A. Uchida
Proceedings of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2012), 2012年, [国際会議] - Fast random number generation with chaotic semiconductor lasers
Y. Akizawa, T. Yamazaki, and A. Uchida
Dynamics Days 2012, 2012年, [国際会議] - Experiment on common-signal-induced synchronization in semiconductor lasers driven by a constant-amplitude random-phase signal
H. Aida, H. Okumura, M. Arahata, H. Koizumi, A. Uchida, K. Yoshimura, and P. Davis
Dynamics Days 2012, 2012年, [国際会議] - Local Lyapunov exponents in semiconductor lasers with time-delayed optical feedback
K. Kanno and A. Uchida
Dynamics Days 2012, 2012年, [国際会議] - 半導体レーザ結合システムにおけるコンシステンシーとリアプノフ指数の評価
菅野 円隆、内田 淳史
2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会 講演予稿集, 2011年03月 - スーパールミネッセントダイオードを用いた高速物理乱数生成実験
山崎 泰基、秋澤 康裕、森勝 進一朗、奥村 悠、会田 裕貴、内田 淳史、原山 卓久、砂田 哲、新井 賢一、吉村 和之、デイビス ピーター
2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会 講演予稿集, 2011年03月 - モノリシック集積化半導体カオスレーザチップを用いた高速物理乱数生成
砂田 哲、原山 卓久、新井 賢一、吉村 和之、ピーター デイビス、都築 健、内田 淳史
2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会 講演予稿集, 2011年03月 - 半導体レーザにおけるランダム位相変調光を用いた共通信号入力同期実験
会田 裕貴、奥村 悠、染谷 弘行、内田 淳史、吉村 和之、デイビス ピーター
2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会 講演予稿集, 2011年03月 - 帯域拡大された半導体レーザカオスを用いた物理乱数生成の後処理方式
秋澤 康裕、山崎 泰基、内田 淳史、原山 卓久、砂田 哲、新井 賢一、吉村 和之、デイビス ピーター
2011年春季 第58回 応用物理学関係連合講演会 講演予稿集, 2011年03月 - レーザカオスによる高速非決定論的物理乱数生成に関する理論的考察
砂田 哲、原山 卓久、新井 賢一、吉村 和之、ピーター デイビス、内田 淳史
電子情報通信学会 2011年総合大会講演論文集, 2011年03月 - ノイズを含む半導体レーザカオスを用いた物理乱数生成器のエントロピー生成率
三上 拓也、菅野 円隆、青山 幸太、内田 淳史、原山 卓久、砂田 哲、新井 賢一、吉村 和之、デイビス ピーター
電子情報通信学会 2011年総合大会講演論文集, 2011年03月 - ランダム位相変調された半導体レーザにおける共通信号入力同期
奥村 悠、会田 裕貴、染谷 弘行、内田 淳史、吉村 和之、デイビス ピーター
電子情報通信学会 2011年総合大会講演論文集, 2011年03月 - 時間遅延を有する光結合された半導体レーザにおけるコンシステンシーとエントロピー解析
菅野 円隆、内田 淳史
電子情報通信学会 2011年総合大会講演論文集, 2011年03月 - 半導体レーザにおけるランダム位相変調光を用いた共通信号入力同期
奥村 悠、会田 裕貴、染谷 弘行、内田 淳史、吉村 和之、デイビス ピーター
電子情報通信学会 技術研究報告, 2011年01月 - 光結合された半導体レーザにおけるコンシステンシーとリアプノフスペクトラム解析
菅野 円隆、内田 淳史
電子情報通信学会 技術研究報告, 2011年01月 - カオスレーザーチップによる高速物理乱数生成
原山 卓久、砂田 哲、吉村 和之、ピーター デイビス、都築 健、内田 淳史
レーザー学会学術講演会第31回年次大会講演予稿集, 2011年01月 - 帯域拡大された半導体レーザカオスおよびマルチビットAD変換による超高速物理乱数生成実験
山崎 泰基、森勝 進一朗、奥村 悠、会田 裕貴、内田 淳史、吉村 和之、原山 卓久、砂田 哲、ピーター デイビス
レーザー学会学術講演会第31回年次大会講演予稿集, 2011年01月 - 半導体レーザカオスを用いた超高速物理乱数生成の振幅量子化の影響
青山 幸太、内田 淳史
レーザー学会学術講演会第31回年次大会講演予稿集, 2011年01月 - 量子ノイズを含むレーザーカオスを用いた物理乱数生成器におけるエントロピー生成
三上 拓也、青山 幸太、菅野 円隆、内田 淳史
レーザー学会学術講演会第31回年次大会講演予稿集, 2011年01月 - 半導体レーザーにおけるコンシステンシーと複雑性の評価
菅野 円隆、内田 淳史
レーザー学会学術講演会第31回年次大会講演予稿集, 2011年01月 - Ultra-fast random number generation with chaotic lasers
A. Uchida
International Symposium on Physics and Applications of Laser Dynamics 2011 (IS-PALD2011), 2011年, [招待有り], [国際会議] - 注入電流変化におけるブロードエリア半導体レーザーの時空カオス現象
森勝 進一朗、内田 淳史
Optics & Photonics Japan 2011、日本光学会年次学術講演会, 2011年, [国内会議] - On-chip chaos lasers for fast non-deterministic random bit generation
S. Sunada, T. Harayama, K. Arai, K. Yoshimura, P. Davis, K. Tsuzuki, and A. Uchida
Proceedings of 2011 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2011), 2011年, [国際会議] - Experiment on fast physical random bit generation with bandwidth-enhanced chaotic semiconductor lasers
T. Yamazaki, Y. Akizawa, S. Morikatsu, H. Aida, A. Uchida, T. Harayama, S. Sunada, K. Arai, K. Yoshimura, and P. Davis
Proceedings of 2011 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2011), 2011年, [国際会議] - Post-processing method for fast random bit generation with semiconductor lasers
Y. Akizawa, T. Yamazaki, A. Uchida, T. Harayama, S. Sunada, K. Arai, K. Yoshimura, and P. Davis
Proceedings of 2011 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2011), 2011年, [国際会議] - Estimation of entropy rate for random bit generators with chaotic semiconductor lasers
T. Mikami, K. Kanno, K. Aoyama, A. Uchida, T. Harayama, S. Sunada, K. Arai, K. Yoshimura, and P. Davis
Proceedings of 2011 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2011), 2011年, [国際会議] - Consistency and synchronization in a delay-coupled neuronal network with synaptic plasticity
T. Perez, A. Uchida, and C. R. Mirasso
Proceedings of 2011 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2011), 2011年, [国際会議] - Multiplexed communications with chaotic optoelectronic devices
D. Rontani, A. Locquet, M. Sciamanna, D. S. Citrin, and A. Uchida
Proceedings of 2011 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2011), 2011年, [国際会議] - Consistency and complexity in coupled semiconductor lasers with time-delayed optical feedback
K. Kanno and A. Uchida
Proceedings of 2011 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2011), 2011年, [国際会議] - Synchronization of semiconductor lasers driven by common optical injection with constant-amplitude and random-phase modulation
K. Yoshimura, A. Uchida, P. Davis, J. Muramatsu, T. Harayama, and S. Sunada
roceedings of 2011 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2011), 2011年, [国際会議] - Experiment on common-signal-induced synchronization with constant-amplitude random-phase drive signal
H. Aida, H. Okumura, M. Arahata, H. Koizumi, A. Uchida, K. Yoshimura, and P. Davis
Proceedings of 2011 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2011), 2011年, [国際会議] - 光デバイスにおける相関ランダム現象を用いた秘密鍵配送
吉村 和之、村松 純、デイビス ピーター、内田 淳史、原山 卓久
電子情報通信学会 技術研究報告(信学技報 NLP2011-106), 2011年, [国内会議] - 半導体レーザにおける相関ランダム現象を用いた秘密鍵配送実験
小泉 勇人、森勝 進一朗、会田 裕貴、荒幡 真也、内田 淳史、吉村 和之、村松 純、デイビス ピーター
電子情報通信学会 技術研究報告(信学技報 NLP2011-107), 2011年, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザにおける局所的リアプノフ指数の評価
菅野 円隆、内田 淳史
電子情報通信学会 技術研究報告(信学技報 NLP2011-109), 2011年, [国内会議] - 半導体レーザカオスを用いた物理乱数生成の後処理による高速化
秋澤 康裕、山崎 泰基、内田 淳史、原山 卓久、砂田 哲、新井 賢一、吉村 和之、デイビス ピーター
電子情報通信学会 2011年ソサイエティ大会, 2011年, [国内会議] - ブロードエリアレーザにおける時空カオスとダイナミクス
森勝 進一朗、内田 淳史
電子情報通信学会 2011年ソサイエティ大会, 2011年, [国内会議] - 半導体レーザによるランダム位相変調光を用いた共通ノイズ同期実験
会田 裕貴、奥村 悠、荒幡 真也、小泉 勇人、内田 淳史、吉村 和之、デイビス ピーター
電子情報通信学会 2011年ソサイエティ大会, 2011年, [国内会議] - Fast physical random number generation with bandwidth enhancement of chaotic semiconductor lasers
T. Yamazaki, Y. Akizawa, A. Uchida, T. Harayama, S. Sunada, K. Yoshimura, and P. Davis
Frontiers in Optics 2011 Technical Digest, 2011年, [国際会議] - Post-processing method for fast random number generation with chaotic semiconductor lasers
Y. Akizawa, T. Yamazaki, and A. Uchida
Frontiers in Optics 2011 Technical Digest, 2011年, [国際会議] - Complexity analysis in optically-coupled chaotic semiconductor lasers with consistency
K. Kanno and A. Uchida
Frontiers in Optics 2011 Technical Digest, 2011年, [国際会議] - Physical random bit generator with chaotic lasers
A. Uchida, T. Yamazaki, Y. Akizawa, T. Harayama, S. Sunada, K. Yoshimura, and P. Davis
SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems, 2011年, [国際会議] - Evaluation of local Lyapunov exponents in semiconductor lasers with time-delayed optical feedback
K. Kanno and A. Uchida
2011 Kyoto Workshop on NOLTA, 2011年, [国際会議] - Spatiotemporal chaos in a broad-area semiconductor laser with distributed injection current
S. Morikatsu and A. Uchida
2011 Kyoto Workshop on NOLTA, 2011年, [国際会議] - 半導体レーザカオスを用いた物理乱数の超高速生成実験
山崎 泰基、森勝 進一朗、奥村 悠、会田 裕貴、内田 淳史、吉村 和之、原山 卓久、砂田 哲、ピーター ディビス
Optics & Photonics Japan 2010 講演予稿集, 2010年11月 - 半導体レーザ結合系のカオス同期における複雑性の評価
菅野 円隆、内田 淳史
Optics & Photonics Japan 2010 講演予稿集, 2010年11月 - 時間遅延を有する光結合された半導体レーザにおけるリアプノフ解析
菅野 円隆、内田 淳史
電子情報通信学会2010年ソサイエティ大会講演論文集, 2010年09月 - 半導体レーザカオスを用いた物理乱数生成におけるノイズ増幅効果
三上 拓也、青山 幸太、菅野 円隆、内田 淳史
電子情報通信学会2010年ソサイエティ大会講演論文集, 2010年09月 - 光注入により帯域拡大された半導体レーザカオスにおける超高速物理乱数生成
山崎 泰基、森勝 進一朗、奥村 悠、会田 裕貴、内田 淳史、吉村 和之、原山 卓久、砂田 哲、ピーター ディビス
電子情報通信学会2010年ソサイエティ大会講演論文集, 2010年09月 - モノリシック集積化半導体カオスレーザチップによる物理乱数生成
砂田 哲、原山 卓久、吉村 和之、ピーター ディビス、都築 健、内田 淳史
電子情報通信学会2010年ソサイエティ大会講演論文集, 2010年09月 - 帯域拡大された半導体レーザカオスを用いた超高速物理乱数生成実験
内田 淳史、山崎 泰基、森勝 進一朗、奥村 悠、会田 裕貴、吉村 和之、原山 卓久、ピーター ディビス
電子情報通信学会技術研究報告, 2010年06月 - Multiple-access optical chaos-based communications using optoelectronic systems
D. Rontani, A. Locquet, M. Sciamanna, D. Citrin, and A. Uchida
Conference Digest of 2010 Conference on Lasers and Electro-Optics/ Quantum Electronics and Laser Science Conference, 2010年05月 - レーザカオスを用いた高速物理乱数生成
内田淳史
第57回応用物理学関係連合講演会講演予稿集, 2010年03月 - 半導体レーザカオスを用いた物理乱数発生
内田淳史
共同研究集会 物理乱数・擬似乱数の発生法・検定法とその周辺, 2010年03月 - Consistency in nonlinear dynamical systems driven by chaos and noise
A.Uchida
Abstract of workshop on Fluctuation and Noise in Living Organisms II, 2010年02月 - Estimation of connectivity of nonlinear systems by partial correlation analysis
黒田香織、内田淳史、池口徹
電子情報通信学会技術研究報告, 2010年01月 - 戻り光を有する半導体レーザのカオス現象を用いた超高速物理乱数生成実験
内田淳史、平野邦仁、天野和也、山崎泰基、吉森茂、吉村和之、ピーター ディビス
電子情報通信学会技術研究報告, 2009年11月 - 半導体レーザにおける光注入効果を用いた帯域拡大カオスの発生および同期
奥村悠、染谷弘行、大和田功、貴田隆彦、会田裕貴、内田淳史
電子情報通信学会技術研究報告, 2009年11月 - Differential-phase-shift quantum key distribution experiment using fast physical random bit generator with chaotic semiconductor lasers
T.Honjo, Y.Tokura, A.Uchida, H.Okumura, K.Amano, K.Hirano, H.Someya,K.Yoshimura, and P.Davis
Proceedings of the 18th International Laser Physics Workshop, 2009年07月 - Experimental evaluation of fast random bit sequence generation using chaotic semiconductor lasers
A.Uchida, K.Amano, M.Inoue, K.Hirano, S.Naito, H.Someya, I.Oowada, S.Yoshimori, K.Yoshimura, P.Davis
Conference Digest of the European Conference on Lasers and Electro-Optics and the International Quantum Electronics Conference 2009, 2009年06月 - Fast physical random bit generator based on chaotic semiconductor lasers: Application to quantum cryptography
A.Uchida, T.Honjo, K.Amano, K.Hirano, H.Someya, H.Okumura, S.Yoshimori, K.Yoshimura, P.Davis, Y.Tokura
Conference Digest of the European Conference on Lasers and Electro-Optics and the International Quantum Electronics Conference 2009, 2009年06月 - Experiment on fast random bit generation using chaotic semiconductor lasers
A.Uchida, K.Amano, M.Inoue, K.Hirano, S.Naito, H.Someya, I.Oowada, S.Yoshimori, K.Yoshimura, P.Davis
Book of Abstracts of the 2nd Chaotic Modeling and Simulation International Conference, 2009年06月 - 半導体レーザカオスを用いた超高速物理乱数生成
平野邦仁、天野和也、井上真樹、内藤直、染谷弘行、大和田功、内田淳史、吉森茂、吉村和之、ピーター・ディビス
2009年電子情報通信学会総合大会予稿集, 2009年, [国内会議] - 半導体レーザカオスによる物理乱数の高速生成実験
平野邦仁、天野和也、井上真樹、内藤直、染谷弘行、大和田功、内田淳史、吉森茂、吉村和之、ピーター・ディビス
第56回応用物理学関係連合講演会講演予稿集, 2009年, [国内会議] - レーザにおけるカオス同期とその情報通信応用
内田淳史
リズム現象の研究会IV, 2009年, [国内会議] - 半導体レーザカオスを用いた超高速物理乱数生成
2009年電子情報通信学会総合大会予稿集, 2009年 - 半導体レーザカオスによる物理乱数の高速生成実験
第56回応用物理学関係連合講演会講演予稿集, 2009年 - レーザにおけるカオス同期とその情報通信応用
リズム現象の研究会IV, 2009年 - カオスまたはノイズにて駆動された非線形電子回路におけるコンシステンシー
内田淳史
電子情報通信学会NOLTA秋の学校「カオス現象論」, 2008年, [国内会議]
ポスター発表 - Chaos synchronization in mutually coupled Josephson tetrodes
2008 Dynamics Days Asia Pacific 5 (The Fifth International Conference on Nonlinear Science), 2008年
ポスター発表 - Experimental observation on fractal patterns of chaotic light scattering in regular-polyhedral mirror-ball structures
2008 Dynamics Days Asia Pacific 5 (The Fifth International Conference on Nonlinear Science), 2008年 - Experimental and numerical analysis on common-chaotic-signal induced synchronization in semiconductor lasers with optical feedback
2008 Dynamics Days Asia Pacific 5 (The Fifth International Conference on Nonlinear Science), 2008年 - Experiment on blind source separation of chaotic laser signals by independent component analysis
2008 Dynamics Days Asia Pacific 5 (The Fifth International Conference on Nonlinear Science), 2008年 - Generation and synchronization of chaos in mutually-coupled vertical-cavity surface-emitting lasers with multiple time-delayed couplings
2008 Dynamics Days Asia Pacific 5 (The Fifth International Conference on Nonlinear Science), 2008年 - 二つの時間遅延で相互結合された面発光レーザにおけるカオス発生とカオス同期の実験的観測
染谷弘行、田中和也、内田淳史、吉森茂
電子情報通信学会技術研究報告 非線形問題, 2008年, [国内会議] - 非線形ダイナミカルシステムにおけるコンシステンシー
内田淳史、葉海鵬、吉森茂
電子情報通信学会技術研究報告 非線形問題, 2008年, [国内会議] - 独立成分分析を用いたレーザカオス混合信号の分離
田代洋人、平野邦仁、倉屋昌彦、内田淳史、吉森茂、梅野健
電子情報通信学会非線形問題研究会, 2008年, [国内会議] - 正多面体ミラー球構造体内における光散乱のフラクタル次元
天野和也、成松大輔、五月女智、内田淳史、吉森茂
電子情報通信学会非線形問題研究会, 2008年, [国内会議] - 戻り光を有する半導体レーザにおける共通カオス信号入力による同期
大和田功、有泉宏紀、李茂、内田淳史、吉森茂、吉村和之、ピーター・ディビス
電子情報通信学会非線形問題研究会, 2008年, [国内会議] - Blind source separation of chaotic lasers by independent component analysis
First Solvay Workshop on Bits, Quanta, and Complex Systems: modern approaches to photonic information processing, 2008年
ポスター発表 - Analysis on fractal dimension of chaotic light scattering in regular-polyhedral mirror-ball structures
First Solvay Workshop on Bits, Quanta, and Complex Systems: modern approaches to photonic information processing, 2008年
ポスター発表 - Synchronization and consistency in chaotic lasers
2008年 - カオスまたはノイズにて駆動された非線形電子回路におけるコンシステンシー
電子情報通信学会NOLTA秋の学校「カオス現象論」, 2008年
ポスター発表 - Chaos synchronization in mutually coupled Josephson tetrodes
S. Yoshimori, A. Uchida, M. S. B. M. Sahri, N. F. B. Azmi
2008 Dynamics Days Asia Pacific 5 (The Fifth International Conference on Nonlinear Science), 2008年, [国際会議]
ポスター発表 - Experimental observation on fractal patterns of chaotic light scattering in regular-polyhedral mirror-ball structures
K. Amano, D. Narimatsu, S. Sotome, A. Uchida, and S. Yoshimori
2008 Dynamics Days Asia Pacific 5 (The Fifth International Conference on Nonlinear Science), 2008年, [国際会議] - Experimental and numerical analysis on common-chaotic-signal induced synchronization in semiconductor lasers with optical feedback
I. Oowada, H. Ariizumi, M. Li, A. Uchida, S. Yoshimori, K. Yoshimura, and P. Davis
2008 Dynamics Days Asia Pacific 5 (The Fifth International Conference on Nonlinear Science), 2008年, [国際会議] - Experiment on blind source separation of chaotic laser signals by independent component analysis
H. Tashiro, M. Kuraya, K. Hirano, A. Uchida, S. Yoshimori, and K. Umeno
2008 Dynamics Days Asia Pacific 5 (The Fifth International Conference on Nonlinear Science), 2008年, [国際会議] - Generation and synchronization of chaos in mutually-coupled vertical-cavity surface-emitting lasers with multiple time-delayed couplings
H. Someya, K. Tanaka, A. Uchida, and S. Yoshimori
2008 Dynamics Days Asia Pacific 5 (The Fifth International Conference on Nonlinear Science), 2008年, [国際会議] - 二つの時間遅延で相互結合された面発光レーザにおけるカオス発生とカオス同期の実験的観測
電子情報通信学会技術研究報告 非線形問題, 2008年 - 非線形ダイナミカルシステムにおけるコンシステンシー
電子情報通信学会技術研究報告 非線形問題, 2008年 - 独立成分分析を用いたレーザカオス混合信号の分離
電子情報通信学会非線形問題研究会, 2008年 - 正多面体ミラー球構造体内における光散乱のフラクタル次元
電子情報通信学会非線形問題研究会, 2008年 - 戻り光を有する半導体レーザにおける共通カオス信号入力による同期
電子情報通信学会非線形問題研究会, 2008年 - Blind source separation of chaotic lasers by independent component analysis
M. Kuraya, H. Tashiro, A. Uchida, S. Yoshimori, K. Umeno
First Solvay Workshop on Bits, Quanta, and Complex Systems: modern approaches to photonic information processing, 2008年, [国際会議]
ポスター発表 - Analysis on fractal dimension of chaotic light scattering in regular-polyhedral mirror-ball structures
K. Amano, D. Narimatsu, S. Sotome, S. Tashiro, A. Uchida, and S. Yoshimori
First Solvay Workshop on Bits, Quanta, and Complex Systems: modern approaches to photonic information processing, 2008年, [国際会議]
ポスター発表 - Synchronization and consistency in chaotic lasers
A. Uchida
2008年, [国際会議]
- 応用線形代数
- 卒業研究, 演習
- 情報工学特別演習I, 演習
- 情報工学総合演習, 演習
- 情報と職業, 講義
- 非線形光情報通信工学特論, 講義
- 複雑系フォトニクス特論, 講義
- ハードウェア工学, 講義
- 非線形システム概論, 講義
■ 所属学協会
- 2007年09月01日 - 2008年09月12日, Dynamics Days Asia-Pacific 5 (The 5th International Conference on Nonlinear Science)
- 2008年04月01日 - 2008年09月10日, 2008 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2008)
- 2007年09月01日 - 2008年04月30日, SPIE International Symposium on Photonic Europe, Semiconductor Lasers and Laser Dynamics
- Dynamics Days Asia-Pacific 5 (The 5th International Conference on Nonlinear Science)
- Semiconductor Lasers and Laser Dynamics
- SPIE International Symposium on Photonic Europe
- 2008 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2008)
- 日本光学会
- レーザー学会
- 応用物理学会
- 電子情報通信学会
- American Physical Society
- IEEE Lasers and Electro-Optics Society
- Optical Society of America
- 日本光学会
- レーザー学会
- 応用物理学会
- American Physical Society
- IEEE Lasers and Electro-Optics Society
- Optical Society of America
- 複雑系フォトニクスによるフォトニックコンピューティングの変革
日本学術振興会, 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A) 計画研究, 2022年06月 - 2027年03月 - 光の極限性能を生かすフォトニックコンピューティングの創成
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 学術変革領域研究(A) 総括班, 2022年06月 - 2027年03月
成瀬 誠; 鯉渕 道紘; 川上 哲志; 内田 淳史; 川西 哲也; 砂田 哲; 笠松 章史, 東京大学
配分額(総額):136240000, 配分額(直接経費):104800000, 配分額(間接経費):31440000
課題番号:22H05192 - 複雑系フォトニクスを用いた光リザーバコンピューティングの革新的展開
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(A), 2019年04月 - 2024年03月
内田 淳史; 砂田 哲; 菅野 円隆, 埼玉大学
配分額(総額):44980000, 配分額(直接経費):34600000, 配分額(間接経費):10380000
近年の人工知能や機械学習に関するソフトウェアの著しい進展は、従来の情報化社会を未知の領域へと導いている。一方でCPUやGPUを搭載した現在のコンピュータを用いた場合、計算速度の限界や大幅な消費電力の増加が大きな課題として顕在化している。近年、機械学習の実装に適した新たなハードウェアの開発が盛んに行われており、リザーバコンピューティングと呼ばれる新たな概念の人工脳型ハードウェアが非常に注目されている。そこで本研究では、光リザーバコンピューティングにおいて複雑系フォトニクスの解析手法を元に、人工脳型ハードウェアとしての可能性を明らかにし、光と複雑系の長所を利用した新たな応用を切り拓くことを目的とする。特に、新たな光コンピュータとしてリザーバコンピューティングを利用する意義や、複雑なダイナミクスを用いる利点を明らかにする。
本年度の研究成果として、複数の半導体レーザを並列化することによりリザーバコンピューティングの性能向上を達成した。レーザの個数を増加させることで、時系列予測タスクにおける予測誤差の低減に成功した。本成果により、複数の半導体レーザを光集積回路上に実装した小型で高性能なリザーバコンピューティングの実現が期待できる。また別の実装方法として、光ファイバ中の光散乱現象を利用した時間-空間-波長多重方式のリザーバコンピューティングの実証実験に成功した。本手法における多重化方式の実装により、リザーバコンピューティングの性能向上を実現した。
課題番号:19H00868 - 複雑系フォトニクスに基づく超高速物理乱数生成の高機能化
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 2016年04月 - 2020年03月
内田 淳史; 菅野 円隆, 埼玉大学
配分額(総額):16510000, 配分額(直接経費):12700000, 配分額(間接経費):3810000
ランダムな数列を生成する乱数生成器は、情報セキュリティ分野や自然災害予測のための大規模数値シミュレーション分野に必要不可欠な基盤技術である。しかしながらコンピュータで生成される擬似乱数を用いた場合、安全性の脅威や予測精度の低下が近年大きな問題となっている。そこで本研究では、半導体レーザのカオス現象に基づく超高速物理乱数生成器の開発とその高機能化を行う。本研究成果として、物理乱数のエントロピー生成率を計測し、非再現性の定量的評価方法を新たに確立した。また、光集積回路および乱数生成処理用電子回路を一体化した高速物理乱数生成モジュールを開発し、実時間での超高速物理乱数生成を実験的に達成した。
課題番号:16H03878 - レーザのカオス現象を用いた物理乱数生成器の高速化と小型化
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究(A), 2012年04月 - 2016年03月
内田 淳史, 埼玉大学
配分額(総額):26130000, 配分額(直接経費):20100000, 配分額(間接経費):6030000
本研究では、レーザの高速性とカオスの不規則性を利用した超高速物理乱数生成器の開発を行い、高速化および小型化を達成した。乱数生成速度を向上させるために、半導体レーザを一方向に結合することで帯域拡大カオスの生成実験を行った。その結果カオスの周波数帯域を拡大することに成功した。さらに帯域拡大カオスを用いて高速物理乱数生成を行い、乱数のランダム性を評価したところ統計検定に合格した。この時の乱数生成速度は、最大で1秒間に1兆2000億個(毎秒1.2テラビット)であり、高速物理乱数生成に成功した。加えて、レーザカオス発生用光集積回路を用いた物理乱数生成実験の実証を行った。
課題番号:24686010 - 半導体レーザにおける量子ノイズのカオス増幅効果を用いた超高速物理乱数生成
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究(A), 2009年 - 2011年
内田 淳史, 埼玉大学
配分額(総額):27430000, 配分額(直接経費):21100000, 配分額(間接経費):6330000
本研究では、半導体レーザカオスを用いることで新たな超高速物理乱数生成方式の開発を行った。半導体レーザカオス信号をアナログ-デジタル変換して論理演算を行うことにより、物理乱数生成の実証実験に成功した。生成された乱数に対して国際標準の統計検定を適用したところ全検定項目に合格し、ランダム性の高い乱数が生成された。さらに物理乱数生成の高速化方式を新たに提案および実装して乱数生成を行ったところ、400Gb/sの乱数生成速度を実現した。加えて物理乱数生成器の非再現性の理論的保証や量子暗号通信への実証実験に成功した。
課題番号:21686009 - 半導体レーザカオスを用いた相関乱数暗号方式の開発
(財)マツダ財団研究助成, 2008年11月01日 - 2010年10月31日
内田淳史
配分額(総額):1500000, 配分額(直接経費):1500000 - コンシステンシーに基づく情報セキュリティ技術
(独)科学技術振興機構 研究シーズ探索プログラム, 2010年01月01日
内田淳史
配分額(総額):5000000 - 超高速レーザカオスを用いた相関乱数暗号方式に関する研究
(財)カシオ科学振興財団研究助成, 2008年12月01日 - 2009年11月30日
内田淳史
配分額(総額):1000000, 配分額(直接経費):1000000 - レーザカオスを用いた超高速物理乱数生成
(財)日揮・実吉奨学会研究助成, 2008年09月01日 - 2009年09月30日
内田淳史
-
競争的資金 - カオス暗号に関する研究
日本電信電話株式会社 NTTコミュニケーション科学基礎研究所, 2008年08月16日
内田淳史
配分額(総額):1000000, 配分額(直接経費):900000, 配分額(間接経費):100000 - 超高速レーザカオスを用いた情報理論的セキュリティに基づく暗号鍵発生
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究(B), 2005年 - 2007年
内田 淳史, 拓殖大学
配分額(総額):3400000, 配分額(直接経費):3400000
本研究では、情報理論的セキュリティに基づく暗号鍵発生方式を提案し、超高速レーザカオスを用いてこれを工学的に実装することを目的とする。特に相関乱数暗号の要素技術として、共通カオス信号により駆動された半導体レーザカオス同期および相関の制御を実験的に実現した。本実験では、3つのDFB半導体レーザ(それぞれDrive、Response1、Response2と呼ぶ)を用いた。外部鏡を用いてDriveに戻り光を付加することでカオスを発生させた。Driveの緩和発振周波数とRepsonse1, Response2の緩和発振周波数を異なる値に設定した。Driveからのカオス的レーザ光を、ビームスプリッタ(BS)を調整することでRespoense1とResponse2に注入させた。このときDrive-Response間では低い相関、Response1-Response2間では高い相関を確認した。
次にResponsel、Response2にそれぞれ外部鏡を用いて戻り光を付加させた。Response1の外部鏡の距離をピエゾステージによりナノメータ(nm)単位で変化させ、Response1の戻り光の位相を変化させることにより、2つのResponseレーザカオス同期波形の相関の制御を行った。その結果、戻り光の位相が一致したときの2つのResponse間の時間波形は一致しており、相関値を計算したところ0.907と高いことが分かった。一方で、戻り光の位相が一致していないときの2つのResponse間の時間波形は一致しておらず、相関値も0.076と低いことが分かった。以上より、戻り光の位相を変化させることで、Response1-Response2間の相関を制御可能であることが実験的に確認された。本特性は相関乱数暗号方式への応用における要素技術として非常に重要である。
課題番号:17760051 - レーザカオスを用いた高秘匿光通信方式の開発
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究(B), 2001年 - 2002年
内田 淳史, 拓殖大学
配分額(総額):2000000, 配分額(直接経費):2000000
IT時代の基盤技術となる全世界規模の光通信ネットワークは既に不可欠なインフラストラクチャとして定着しつつあるが、伝送時における情報セキュリティ問題は最重要課題であるにもかかわらず現在未解決のままである。従来のセキュリティ通信方式はコンピュータのソフトウェアで作成された暗号コードを用い、その秘匿性は計算量複雑性に起因しているが、これは近年提案されている量子コンピュータや次世代の超高速コンピュータにより原理的に解読可能となる。そこで従来の手法とは異なる、「原理的に安全な」通信手法の開発は緊急課題であり、本研究ではレーザカオスを利用した高秘匿光通信システムの開発を行った。
従来のカオス秘匿通信方式では単にカオス自身にメッセージを埋め込む手法が主であったが、本研究ではカオス信号自身をメッセージとして用いる「Chaotic on-off keying」法を新たに提案し、実験的実証に成功した。カオス的レーザ出力に外部強度変調をオン・オフしてデジタル信号と見做し、受信側ではカオス同期の精度の変化を利用して復号化を達成した。変調の有無に関わらず伝送信号の統計的性質は完全に一致しているため、伝送信号からメッセージ信号の解読は原理的に不可能であり、非常に高秘匿な通信システムが実現できた。
また、従来の光注入型レーザカオス同期法では二つのレーザ間でのパラメータ誤差に対する同期許容幅が広く、第三者のレーザにおいても盗聴可能であるという重大な欠点を有する。そこで本研究では新たなカオス同期法として、二つのレーザ強度の差信号を受信側の励起電流にフィードバックする「インコヒーレントカオス同期法」を提案し、その有用性を証明した。二つのレーザのパラメータ誤差に対する同期許容幅はいずれのパラメータに対しても1%未満と非常に狭く、秘匿通信用のカオス同期法として非常に適していることが分かった。
課題番号:13750050