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Accès ouvert déclaré 2025 article

LArTPC hit-based topology classification with quantum machine learning and symmetry considerations

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1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : gb. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

We present a new approach to separate tracklike and showerlike topologies in liquid argon time projection chamber (LArTPC) experiments for neutrino physics using quantum machine learning. Effective reconstruction of neutrino events in LArTPCs requires accurate and granular information about the energy deposited in the detector. These energy deposits can be viewed as 2D images. Simulated data from the MicroBooNE experiment and a simple custom dataset are used to perform pixel-level classification of the underlying particle topology. Images of the events have been studied by creating small patches around each pixel to characterize its topology based on its immediate neighborhood. This classification is achieved using convolution-based learning models, including quantum-enhanced architectures known as quanvolutional neural networks. The quanvolutional networks are extended to symmetries beyond translation. Rotational symmetry has been incorporated into a subset of the models. This study demonstrates that quantum-enhanced models perform better than their classical counterparts with a comparable number of parameters, but are outperformed by classical models with two orders of magnitude more parameters. The inclusion of rotation symmetry appears beneficial only in a small number of cases and remains to be explored further. Possible future use of quantum machine learning in the reconstruction phase is discussed, with emphasis on future LArTPC experiments such as Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE)-far detector (FD).

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
LArTPC hit-based topology classification with quantum machine learning and symmetry considerations
Date Crossref
12/11/2025
Éditeur
American Physical Society (APS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • University College London Department of Physics and Astronomy pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of Cambridge Cavendish Laboratory pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of Warwick Department of Physics pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Lancaster University Physics Department pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Department of Physics and Astronomy — University College London, Cavendish Laboratory — University of Cambridge et Department of Physics — University of Warwick, avec 1 autre affiliation.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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