基于 FPGA 的自动编码器用于大型强子对撞机 40 MHz 实时无监督新物理探测
仪器与探测器
2022-06-17 v2 高能物理 - 实验
摘要
在本文中，我们展示了如何调整并部署基于深度自动编码器的异常检测算法，用于在大型强子对撞机（LHC）实时事件选择系统这一极具挑战性的环境中无监督地探测新物理信号。我们证明，新物理信号可被增强三个数量级，同时仍满足典型 LHC 事件过滤系统的严格延迟与资源约束。这将允许收集可能富含高纯度新物理过程贡献的数据集。通过对网络层进行逐层高度并行实现、在 FPGA 上支持自动编码器专用损失以及基于潜空间的推理，我们证明异常检测可在短至 ns 内完成，且仅使用 Xilinx Virtex VU9P FPGA 中不到 3% 的逻辑资源。这为该思想在 LHC 下一次取数运行中的实际应用开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2108.03986,
title = {Autoencoders on FPGAs for real-time, unsupervised new physics detection at 40 MHz at the Large Hadron Collider},
author = {Ekaterina Govorkova and Ema Puljak and Thea Aarrestad and Thomas James and Vladimir Loncar and Maurizio Pierini and Adrian Alan Pol and Nicolò Ghielmetti and Maksymilian Graczyk and Sioni Summers and Jennifer Ngadiuba and Thong Q. Nguyen and Javier Duarte and Zhenbin Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.03986},
year = {2022}
}