In ultracold atom experiments, data often comes in the form of images which suffer information loss inherent in the techniques used to prepare and measure the system. This is particularly problematic when the processes of interest are complicated, such as interactions among excitations in Bose-Einstein condensates (BECs). In this paper, we describe a framework combining machine learning (ML) models with physics-based traditional analyses to identify and track multiple solitonic excitations in images of BECs. We use an ML-based object detector to locate the solitonic excitations and develop a physics-informed classifier to sort solitonic excitations into physically motivated sub-categories. Lastly, we introduce a quality metric quantifying the likelihood that a specific feature is a kink soliton. Our trained implementation of this framework -- SolDet -- is publicly available as an open-source python package. SolDet is broadly applicable to feature identification in cold atom images when trained on a suitable user-provided dataset.


翻译:在超冷原子实验中,数据往往以图像的形式出现,这些图像在准备和测量系统所用技术中所固有的信息丢失。当感兴趣的过程复杂时,这特别成问题,例如Bose-Einstein condensates(BECs)中的引力相互作用。在本文中,我们描述了一个将机器学习模型与基于物理的传统分析相结合的框架,以识别和跟踪BECs图像中的多种单声感应。我们使用一个基于 ML 的物体探测器来定位软音感应,并开发一个了解物理学的分类器,将单声感应分解成以物理为动机的子分类。最后,我们引入一个高质量的衡量标准,以量化某一具体特征是离子索利顿的可能性。我们经过培训的这一框架(SoLDet)的实施作为开放源的 python 软件包公开提供。 SoltDet在进行适当的用户提供的数据集培训时,广泛适用于冷原子图像中的特征识别。

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习(Machine Learning)是一个研究计算学习方法的国际论坛。该杂志发表文章,报告广泛的学习方法应用于各种学习问题的实质性结果。该杂志的特色论文描述研究的问题和方法,应用研究和研究方法的问题。有关学习问题或方法的论文通过实证研究、理论分析或与心理现象的比较提供了坚实的支持。应用论文展示了如何应用学习方法来解决重要的应用问题。研究方法论文改进了机器学习的研究方法。所有的论文都以其他研究人员可以验证或复制的方式描述了支持证据。论文还详细说明了学习的组成部分,并讨论了关于知识表示和性能任务的假设。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ml/
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】Python机器学习生态圈(Scikit-Learn相关项目)
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年8月23日
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
Meta Learning for Causal Direction
Arxiv
5+阅读 · 2020年7月6日
Arxiv
6+阅读 · 2019年12月30日
Learning by Abstraction: The Neural State Machine
Arxiv
6+阅读 · 2019年7月11日
Arxiv
26+阅读 · 2018年8月19日
VIP会员
相关VIP内容
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】Python机器学习生态圈(Scikit-Learn相关项目)
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年8月23日
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
相关论文
Meta Learning for Causal Direction
Arxiv
5+阅读 · 2020年7月6日
Arxiv
6+阅读 · 2019年12月30日
Learning by Abstraction: The Neural State Machine
Arxiv
6+阅读 · 2019年7月11日
Arxiv
26+阅读 · 2018年8月19日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员