中文

CaloClouds II:超快、几何无关的高粒度量能器模拟

仪器与探测器 2024-02-27 v2 机器学习 高能物理 - 实验 高能物理 - 唯象学 数据分析、统计与概率

摘要

对于亮度不断增加的未来对撞机实验,需要快速模拟高粒度探测器中的能量沉积。生成式机器学习(ML)模型已被证明可以加速并增强物理分析中的传统模拟链。然而,先前大多数工作局限于依赖固定、规则探测器读出几何的模型。一个重大进展是最近引入的 CaloClouds 模型,一种几何无关的扩散模型,它将量能器簇射作为点云生成,用于设想中的国际大型探测器(ILD)电磁量能器。在这项工作中,我们引入 CaloClouds II,其具有若干关键改进。这包括连续时间基于分数的建模,允许 25 步采样且保真度与 CaloClouds 相当,同时在单个 CPU 上产生相对于 Geant4 的 6×6\times 加速(相对于 CaloClouds 为 5×5\times)。我们进一步将扩散模型提炼为一致性模型(consistency model),允许单步精确采样,并实现 46×46\times(相对于 CaloClouds 为 37×37\times)的加速。这构成了一致性蒸馏(consistency distillation)用于生成量能器簇射的首次应用。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.05704,
  title  = {CaloClouds II: Ultra-Fast Geometry-Independent Highly-Granular Calorimeter Simulation},
  author = {Erik Buhmann and Frank Gaede and Gregor Kasieczka and Anatolii Korol and William Korcari and Katja Krüger and Peter McKeown},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.05704},
  year   = {2024}
}

备注

30 pages, 7 figures, 3 tables, code available at https://github.com/FLC-QU-hep/CaloClouds-2