論文の概要: Fast Inference Using Automatic Differentiation and Neural Transport in Astroparticle Physics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.14932v1
• Date: Thu, 23 May 2024 18:00:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-27 19:37:06.260143
• Title: Fast Inference Using Automatic Differentiation and Neural Transport in Astroparticle Physics
• Title（参考訳）: 粒子物理における自動微分とニューラルトランスポートを用いた高速推論
• Authors: Dorian W. P. Amaral, Shixiao Liang, Juehang Qin, Christopher Tunnell,
• Abstract要約: 多次元パラメータ空間は、アストロ粒子物理学の理論でよく見られる。 彼らはしばしば、このコミュニティに伝統ある技法を使って横断するのに高価である複雑な後部幾何学を持っている。 この分野に進出し始めたばかりの最近のイノベーションは、そのような複雑な後部をナビゲートすることを可能にした。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Multi-dimensional parameter spaces are commonly encountered in astroparticle physics theories that attempt to capture novel phenomena. However, they often possess complicated posterior geometries that are expensive to traverse using techniques traditional to this community. Effectively sampling these spaces is crucial to bridge the gap between experiment and theory. Several recent innovations, which are only beginning to make their way into this field, have made navigating such complex posteriors possible. These include GPU acceleration, automatic differentiation, and neural-network-guided reparameterization. We apply these advancements to astroparticle physics experimental results in the context of novel neutrino physics and benchmark their performances against traditional nested sampling techniques. Compared to nested sampling alone, we find that these techniques increase performance for both nested sampling and Hamiltonian Monte Carlo, accelerating inference by factors of $\sim 100$ and $\sim 60$, respectively. As nested sampling also evaluates the Bayesian evidence, these advancements can be exploited to improve model comparison performance while retaining compatibility with existing implementations that are widely used in the natural sciences.
• Abstract（参考訳）: 多次元パラメータ空間は、新しい現象を捉えようとする天体物理学理論でよく見られる。 しかし、地域社会に伝統ある技法を使って横断するのに高価な複雑な後部ジオメトリーをしばしば持っている。 これらの空間を効果的にサンプリングすることは、実験と理論の間のギャップを埋めるのに不可欠である。 この分野に進出し始めたばかりの最近のいくつかの革新は、そのような複雑な後部をナビゲートすることを可能にした。 その中には、GPUアクセラレーション、自動微分、ニューラルネットワーク誘導型パラメータ化などがある。 これらの進歩を、新しいニュートリノ物理学の文脈において、宇宙粒子物理学の実験結果に適用し、従来のネストサンプリング技術と比較して、それらの性能をベンチマークする。 ネストサンプリング単独と比較して、これらの手法はネストサンプリングとハミルトンモンテカルロの両方のパフォーマンスを高め、それぞれ$\sim 100$と$\sim 60$の因子による推論を加速させる。 ネストサンプリングはベイズ証拠も評価するので、これらの進歩は、自然科学で広く使われている既存の実装との互換性を維持しながら、モデル比較性能を向上させるために利用することができる。

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