PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Statistical Papers· 2026Q2

Hızlı Replica Exchange Stokastik Gradyan Langevin Dinamiği

Fast replica exchange stochastic gradient Langevin dynamics

Guanxun Li, Guang Lin, Zecheng Zhang, Quan Zhou

Kısa özet

Stokastik gradyan tahmincilerinden kaynaklanan yanlılığı doğrudan tahmin ederek, yüksek sıcaklık zincirlerinin ihmal edilebilir maliyetle simüle edilmesini ve yakınsamayı korumasını sağlayan yeni bir yöntem, replica exchange stokastik gradyan Langevin dinamiğini (SGLD) hızlandırıyor.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Stokastik gradyan yanlılığını doğrudan tahmin ederek replica exchange SGLD'yi hızlandırmak için bir yöntem öneriyor.
  • Gradyan tahminci varyansından yararlanarak yüksek sıcaklık zinciri simülasyonunu ihmal edilebilir maliyetle mümkün kılıyor.
  • Mevcut m-reSGLD yöntemlerine göre iyileştirme sağlayan, kolayca değerlendirilebilir bir değişim oranı türetiyor.
  • Wasserstein mesafelerinde teorik yakınsama sınırları sunuyor.
  • Sayısal örnekler, standart replica exchange SGLD'ye göre daha hızlı yakınsama gösteriyor.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract Application of the replica exchange (i.e., parallel tempering) technique to Langevin Monte Carlo algorithms, especially stochastic gradient Langevin dynamics (SGLD), has scored great success in non-convex learning problems, but one potential limitation is the computational cost caused by running multiple chains. Upon observing that a large variance of the gradient estimator in SGLD essentially increases the temperature of the stationary distribution, we propose expediting tempering schemes for SGLD by directly estimating the bias caused by the stochastic gradient estimator. This simple idea enables us to simulate high-temperature chains at a negligible computational cost (compared to that of the low-temperature chain) while preserving the convergence to the target distribution. Our method is fundamentally different from the recently proposed m-reSGLD (multi-variance replica exchange SGLD) method in that the latter suffers from the low accuracy of the gradient estimator (e.g. the chain can fail to converge to the target) while our method benefits from it. Further, we derive a swapping rate that can be easily evaluated, providing another significant improvement over m-reSGLD. To theoretically demonstrate the advantage of our method, we develop convergence bounds in Wasserstein distances. Numerical examples for Gaussian mixture and inverse PDE models are also provided, which show that our method can converge quicker than the vanilla multi-variance replica exchange method.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Statistical Papers, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: İstatistik ve Olasılık

Statistics and ProbabilityMathematics