Differentiable and hardware-accelerated waveforms for gravitational wave data analysis
Notice bibliographique
Résumé
We propose the use of automatic differentiation through the programming framework for accelerating a variety of analysis tasks throughout gravitational wave (GW) science. Firstly, we demonstrate that complete waveforms which cover the inspiral, merger, and ringdown of binary black holes (i.e., IMRPhenomD) can be written in and demonstrate that the serial evaluation speed of the waveform (and its derivative) is similar to the implementation in . Moreover, allows for graphics processing unit–accelerated waveform calls which can be over an order of magnitude faster than serial evaluation on a CPU. We then focus on three applications where efficient and differentiable waveforms are essential. Firstly, we demonstrate how gradient descent can be used to optimize the ∼ 200 coefficients that are used to calibrate the waveform model. In particular, we demonstrate that the typical with numerical relativity waveforms can be improved by more than 50%. Secondly, we show that Fisher forecasting calculations can be sped up by ∼ 3 – 5 × (on a CPU) with no loss in accuracy. This increased speed makes Fisher forecasting for a population of events substantially simpler. Finally, we show that gradient-based samplers like Hamiltonian Monte Carlo lead to significantly reduced autocorrelation values when compared to traditional Monte Carlo methods. Since differentiable waveforms have substantial advantages for a variety of tasks throughout GW science, we propose that waveform developers use to build new waveforms moving forward. Our waveform code, , can be found on GitHub website and will continue to be updated with new waveforms as they are implemented. Published by the American Physical Society 2024
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».