高能物理 - 实验
[提交于 2025年10月8日
]
标题: 基于局部敏感哈希的高效点变换器用于带电粒子重建
标题: Locality-Sensitive Hashing-Based Efficient Point Transformer for Charged Particle Reconstruction
摘要: 带电粒子轨迹重建是对撞机实验中的基础任务,也是粒子重建中的主要计算瓶颈。图神经网络(GNNs)在该问题上表现出色,但昂贵的图构建、不规则的计算和随机的内存访问模式显著限制了它们的吞吐量。最近提出的基于哈希的高效点变换器(HEPT)通过注意力计算中的局部敏感哈希(LSH)实现了大规模点云处理的理论保证近线性复杂度;然而,其评估主要集中在嵌入质量上,而HEPT所依赖的对象凝聚流程需要一个事后聚类步骤(例如,DBScan),这可能会主导运行时间。在本工作中,我们做出了两项贡献。首先,我们在相同的数据集和指标下,对HEPT和一种代表性的基于GNN的流程进行了统一且公平的物理轨迹性能评估。其次,我们通过扩展HEPT引入了HEPTv2,其轻量解码器消除了聚类阶段,直接预测轨迹分配。这种修改保留了HEPT的规则、硬件友好的计算,同时实现了超快速的端到端推理。在TrackML数据集上,优化后的HEPTv2在A100上每个事件的处理时间约为28毫秒,同时保持了具有竞争力的轨迹重建效率。这些结果使HEPTv2成为基于GNN的流程在快速轨迹重建中的实用且可扩展的替代方案。
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