Sparsity is a powerful structural resource in optimization and statistics. We develop frameworks for leveraging sparsity in sampling problems over the Hamming slice $\mathcal{X}_k^d:=\{\mathbf{x}\in\{\pm 1\}^d:|\{i:\mathbf{x}_i=1\}|=k\}$, in high-dimensional regimes where $k\ll d$ (i.e., where $\mathcal{X}_k^d$ is \emph{highly magnetized}). We use our frameworks to design improved samplers for canonical problems in the study of \emph{Ising models} and \emph{Bayesian sparse linear regression}. Our first main result considers the \emph{Sherrington--Kirkpatrick} (SK) model restricted to fixed-magnetization slices $\mathcal{X}_k^d$. We give a polynomial-time sampler for fixed-magnetization SK models at any inverse temperature $β>0$, under arbitrary external fields, provided that $k\le c_βd$ for an appropriate constant $c_β$. By combining this result with an annealing strategy for estimating normalizing constants, we obtain polynomial-time samplers for the SK model at arbitrarily low temperatures under a sufficiently strong external field of strength $h$. In the large-$β$ limit, our framework permits sampling at field strengths within constant factors of the \emph{Almeida--Thouless line} delineating the replica-symmetric and replica-symmetry-breaking regions ([dAT78]), improving polynomially over the field strength $h(β)$ required by the recent work of [BAR26]. Our second main result concerns the measurement complexity of polynomial-time Bayesian sparse linear regression. Recent work by [KSTZ25] shows how to sample from the canonical \emph{Gaussian spike-and-slab posterior} with expected sparsity $k$, at any signal-to-noise ratio, given $n\gtrsim k^3\log^3 d$ Gaussian measurements. We improve this requirement to $n\gtrsim k^{3/2}\log^2 d+k\log^3 d$, using a common sparsity-aware framework underlying both our results.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Segment Anything模型的高效变体:综述
专知会员服务
27+阅读 · 2024年10月11日
大模型5个公式化讲解,附视频与Slides
专知会员服务
40+阅读 · 2024年2月6日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
稀疏大模型简述:从MoE、Sparse Attention到GLaM
夕小瑶的卖萌屋
14+阅读 · 2022年3月22日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
6+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
6+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
6+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
10+阅读 · 10月10日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员