論文の概要: CaloClouds II: Ultra-Fast Geometry-Independent Highly-Granular Calorimeter Simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.05704v2
• Date: Mon, 26 Feb 2024 15:15:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-28 22:30:47.790496
• Title: CaloClouds II: Ultra-Fast Geometry-Independent Highly-Granular Calorimeter Simulation
• Title（参考訳）: CaloClouds II:超高速幾何非依存高グラニュラーカロリメータシミュレーション
• Authors: Erik Buhmann, Frank Gaede, Gregor Kasieczka, Anatolii Korol, William Korcari, Katja Kr\"uger, and Peter McKeown
• Abstract要約: 生成する機械学習モデルは、物理解析において従来のシミュレーションチェーンをスピードアップし、拡張することが示されている。 主要な進歩として最近導入されたCaloCloudsモデルがあり、予想される国際大型検出器(ILD)の電磁熱量計のための点雲としてカロリーメータシャワーを生成する。 この記事では、多数の重要な改善が加えられたCaloClouds IIを紹介します。これには、連続的なスコアベースのモデリングが含まれています。これにより、CaloCloudsに匹敵する25ステップのサンプリングが可能になり、単一のCPU上でGeant4よりも6倍のスピードアップを実現します。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fast simulation of the energy depositions in high-granular detectors is needed for future collider experiments with ever-increasing luminosities. Generative machine learning (ML) models have been shown to speed up and augment the traditional simulation chain in physics analysis. However, the majority of previous efforts were limited to models relying on fixed, regular detector readout geometries. A major advancement is the recently introduced CaloClouds model, a geometry-independent diffusion model, which generates calorimeter showers as point clouds for the electromagnetic calorimeter of the envisioned International Large Detector (ILD). In this work, we introduce CaloClouds II which features a number of key improvements. This includes continuous time score-based modelling, which allows for a 25-step sampling with comparable fidelity to CaloClouds while yielding a $6\times$ speed-up over Geant4 on a single CPU ($5\times$ over CaloClouds). We further distill the diffusion model into a consistency model allowing for accurate sampling in a single step and resulting in a $46\times$ ($37\times$ over CaloClouds) speed-up. This constitutes the first application of consistency distillation for the generation of calorimeter showers.
• Abstract（参考訳）: 高グラニュラー検出器内のエネルギー沈着の高速シミュレーションは、より高輝度の将来の衝突実験のために必要である。 生成機械学習(ML)モデルは、物理解析において従来のシミュレーションチェーンをスピードアップし、拡張する。 しかし、以前の取り組みの大半は、固定された通常の検出器の読み出しジオメトリに依存するモデルに限られていた。 主要な進歩は、測位に依存しない拡散モデルであるCaloCloudsモデルであり、予想される国際大検出器(ILD)の電磁量計のための点雲としてカロリーメータシャワーを生成する。 本稿では,CaloClouds IIについて紹介する。 例えば、連続時間スコアベースのモデリングでは、CaloCloudsに匹敵する25ステップのサンプリングが可能で、単一のCPU(5\times$ over CaloClouds)でGeant4よりも6\times$スピードアップできる。 さらに,拡散モデルを1ステップで正確なサンプリングを可能にし,結果として46\times$$(37\times$ over CaloClouds)のスピードアップを実現した。 これは、カロリメータシャワーの生成における一貫性蒸留の最初の応用である。

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