面向 LSST 时代的弱引力光锥模拟优化：针对高阶统计量

我们提出了用于生成面向 Stage-IV 宇宙剪切数据使用高阶统计量 (HOS) 分析而设计的光锥模拟框架。我们重新审视了前几轮模拟活动中一些关键设计选择，重新优化了几个内部参数，通过在 LSST 观测条件下对比 $\chi^2$ 来评估宇宙剪切统计量的准确性。我们发现，以尺度因子均匀离散化的光锥方案在准确性上优于通常采用的均匀红移或共距均匀分布方案。虽然 $N_{\rm part} = 1024^3$ 的模拟粒子数（对应质量分辨率 $m_{\rm part} = 2.08\times10^{10}M_\odot$）足以建模到 $\ell = 5000$ 的二维点统计量，但在 $N_{\rm shells}$ 变化时我们观察到对 HOS 全套统计量存在显著不稳定性。相比之下，采用 $N_{\rm part} = 2048^3$ 粒子数（$m_{\rm part} = 2.60\times10^{9}M_\odot$）的模拟能够稳健再现所考察的所有统计量。在这种更高分辨率配置下，$N_{\rm shells}$ 可降低至 $\sim50$，其结果与最高分辨率方案 ($N_{\rm shells}\sim100$) 相差不大，误差仅为 $0.1-0.3\sigma$。我们通过将基于切片粒子快照的标准光锥生产模式与在运行时对单个粒子轨迹进行求解的精确光锥模式进行比较，明确验证了这一结论。我们进一步表明，在 $z>1.5$ 时可显著降低每个像素的粒子密度，从而节省大量计算资源，而不会影响最终统计量。这些结果为面向 Stage-IV 数据的前向建模和仿真器基分析设计后续模拟活动提供了指导。