Self-attention layers have become fundamental building blocks of modern deep neural networks, yet their theoretical understanding remains limited, particularly from the perspective of random matrix theory. In this work, we provide a rigorous analysis of the singular value spectrum of the attention matrix and establish the first Gaussian equivalence result for attention. In a natural regime where the inverse temperature remains of constant order, we show that the singular value distribution of the attention matrix is asymptotically characterized by a tractable linear model. We further demonstrate that the distribution of squared singular values deviates from the Marchenko-Pastur law, which has been believed in previous work. Our proof relies on two key ingredients: precise control of fluctuations in the normalization term and a refined linearization that leverages favorable Taylor expansions of the exponential. This analysis also identifies a threshold for linearization and elucidates why attention, despite not being an entrywise operation, admits a rigorous Gaussian equivalence in this regime.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
37+阅读 · 2021年5月15日
图神经网络入门(三)GAT图注意力网络
图与推荐
10+阅读 · 2020年5月14日
Self-Attention GAN 中的 self-attention 机制
PaperWeekly
12+阅读 · 2019年3月6日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
24+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
国家自然科学基金
10+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
19+阅读 · 2019年4月5日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
10+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
9+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
13+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
专知会员服务
37+阅读 · 2021年5月15日
相关基金
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
24+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
国家自然科学基金
10+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员