論文の概要: Robust Quantum Machine Learning for Collider Event Selection under Detector Variability
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.11330v1
- Date: Tue, 11 Aug 2026 18:29:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-13 19:07:54.333792
- Title: Robust Quantum Machine Learning for Collider Event Selection under Detector Variability
- Title(参考訳): 検出変数を考慮した衝突イベント選択のためのロバスト量子機械学習
- Authors: Christopher Brown, Michael Spannowsky, Simon Williams,
- Abstract要約: パラメータ化量子モデルがロバストコライダー-イベント選択に有用な帰納バイアスを与えるかどうかを考察する。
教師なしの研究では、バックグラウンドイベントで訓練された量子オートエンコーダを、異常検出のための古典的および変動的オートエンコーダと比較する。
スミアリングの下では、量子モデルは一般的に出力スコアの小さなシフトを示し、表現力のある古典的ベースラインよりも効果的に識別を維持する。
- 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: Robust machine-learning methods are becoming increasingly important for high-energy physics data analysis as experiments enter the era of higher luminosity and future higher-energy colliders. Detector degradation, changing running conditions and calibration drift can shift data distributions, causing models trained on clean reference samples to degrade after deployment. We investigate whether parameterised quantum models provide a useful inductive bias for robust collider-event selection in two complementary settings. In the unsupervised study, quantum autoencoders trained on background events are compared with classical and variational autoencoders for anomaly detection. In the supervised study, quantum classifiers with data reuploading are trained to distinguish a supersymmetric signal from background and are compared with linear and multilayer-perceptron classifiers. All models are trained under reference conditions and subsequently evaluated under controlled feature-level smearing while their parameters and preprocessing transformations are held fixed. On clean inputs, the quantum autoencoders achieve competitive anomaly-detection performance, including in the low-false-positive-rate regime relevant for triggering, while the deeper data-reuploading classifier attains discrimination comparable to the non-linear classical baseline. Under smearing, the quantum models generally exhibit smaller shifts in their output scores and retain their discrimination more effectively than the expressive classical baselines. These results suggest that parameterised quantum models can provide a useful robustness inductive bias for collider-event selection and motivate further studies with realistic detector systematics, finite-shot statistics and quantum-device noise.
- Abstract(参考訳): 実験がより高い光度と将来の高エネルギー衝突器の時代に入るにつれ、高エネルギー物理データ分析においてロバストな機械学習手法がますます重要になっている。
検出器の劣化、実行条件の変更、キャリブレーションドリフトはデータの分散をシフトさせ、クリーンな参照サンプルでトレーニングされたモデルがデプロイ後に劣化する原因となる。
パラメータ化量子モデルが2つの相補的な設定でロバストコライダー-イベント選択に有用な帰納バイアスを与えるかどうかを検討する。
教師なしの研究では、バックグラウンドイベントで訓練された量子オートエンコーダを、異常検出のための古典的および変動的オートエンコーダと比較する。
教師付き研究では、データ再アップロードを伴う量子分類器を訓練し、背景から超対称信号を識別し、線形および多層パーセプトロン分類器と比較する。
全てのモデルは参照条件下で訓練され、その後、パラメータと前処理変換が固定されている間、制御された特徴レベルのスミアリングで評価される。
クリーンな入力では、量子オートエンコーダはトリガーに関連する低偽陽性状態を含む競合する異常検出性能を達成する一方、より深いデータ再ロード分類器は、非線形の古典的ベースラインに匹敵する差別を実現する。
スミアリングの下では、量子モデルは一般的に出力スコアの小さなシフトを示し、表現力のある古典的ベースラインよりも効果的に識別を維持する。
これらの結果は、パラメータ化された量子モデルは、衝突点選択に有用なロバスト性誘導バイアスを与え、現実的な検出器体系、有限ショット統計学、量子デバイスノイズによるさらなる研究を動機付けることを示唆している。
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