論文の概要: Cosmo-FOLD: Fast generation and upscaling of field-level cosmological maps with overlap latent diffusion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.14377v1
• Date: Tue, 20 Jan 2026 19:00:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-22 21:27:50.120349
• Title: Cosmo-FOLD: Fast generation and upscaling of field-level cosmological maps with overlap latent diffusion
• Title（参考訳）: Cosmo-FOLD: 遅延拡散が重なるフィールドレベルの宇宙地図の高速生成とアップスケーリング
• Authors: Satvik Mishra, Roberto Trotta, Matteo Viel,
• Abstract要約: 本稿では,宇宙学および天体物理学の3次元場を高速に生成する新しい手法を提案する。 我々は,TNG300-2ダークマター密度とガス温度場を,体積の1%しか訓練されていないモデルから生成することができる。 これらの結果は、元のシミュレーションコストのごく一部で得られ、1つのGPUで生成される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9116784879310027
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We demonstrate the capabilities of probabilistic diffusion models to reduce dramatically the computational cost of expensive hydrodynamical simulations to study the relationship between observable baryonic cosmological probes and dark matter at field level and well into the non-linear regime. We introduce a novel technique, Cosmo-FOLD (Cosmological Fields via Overlap Latent Diffusion) to rapidly generate accurate and arbitrarily large cosmological and astrophysical 3-dimensional fields, conditioned on a given input field. We are able to generate TNG300-2 dark matter density and gas temperature fields from a model trained only on ~1% of the volume (a process we refer to as `upscaling'), reproducing both large scale coherent dark matter filaments and power spectra to within 10% for wavenumbers k <= 5 h Mpc^-1. These results are obtained within a small fraction of the original simulation cost and produced on a single GPU. Beyond one and two points statistics, the bispectrum is also faithfully reproduced through the inclusion of positional encodings. Finally, we demonstrate Cosmo-FOLD's generalisation capabilities by upscaling a CAMELS volume of 25 (Mpc h^-1)^3 to a full TNG300-2 volume of 205 (Mpc h^-1)^3$ with no fine-tuning. Cosmo-FOLD opens the door to full field-level simulation-based inference on cosmological scale.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,高コストな流体力学シミュレーションの計算コストを劇的に低減する確率的拡散モデルの有効性を実証し,観測可能なバリオニック宇宙探査と場レベルでのダークマターの関係と非線形状態との関係について検討する。 本研究では, 与えられた入力場に条件付き, 高精度で任意の大きさの宇宙・天体の3次元場を高速に生成する新しい手法であるCosmo-FOLDを紹介する。 TNG300-2 ダークマター密度とガス温度場を、体積の 1% しか訓練されていないモデルから生成することができ(「アップスケーリング」と呼ぶプロセス)、大きなコヒーレントなダークマターフィラメントとパワースペクトルを、k <= 5 h Mpc^-1 の波数に対して10%以内まで再現することができる。 これらの結果は、元のシミュレーションコストのごく一部で得られ、1つのGPUで生成される。 1点と2点の統計の他に、双スペクトルは位置エンコーディングを含めることで忠実に再現される。 最後に,CAMELS容積25(Mpc h^-1)^3を205(Mpc h^-1)^3$のフルTNG300-2容積205(Mpc h^-1)^3$にアップスケールすることで,Cosmo-FOLDの一般化能力を実証する。 Cosmo-FOLDは、宇宙論的なスケールで、フルフィールドレベルのシミュレーションベースの推論への扉を開く。

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