Making accurate predictions of chaotic time series is a complex challenge. Reservoir computing, a neuromorphic-inspired approach, has emerged as a powerful tool for this task. It exploits the memory and nonlinearity of dynamical systems without requiring extensive parameter tuning. However, selecting and optimizing reservoir architectures remains an open problem. Next-generation reservoir computing simplifies this problem by employing nonlinear vector autoregression based on truncated Volterra series, thereby reducing hyperparameter complexity. Nevertheless, the latter suffers from exponential parameter growth in terms of the maximum monomial degree. Tensor networks offer a promising solution to this issue by decomposing multidimensional arrays into low-dimensional structures, thus mitigating the curse of dimensionality. This paper explores the application of a previously proposed tensor network model for predicting chaotic time series, demonstrating its advantages in terms of accuracy and computational efficiency compared to conventional echo state networks. Using a state-of-the-art tensor network approach enables us to bridge the gap between the tensor network and reservoir computing communities, fostering advances in both fields.


翻译:对混沌时间序列进行精确预测是一项复杂的挑战。储层计算作为一种受神经形态启发的计算方法,已成为解决该问题的有力工具。它利用动力系统的记忆性和非线性特性,无需复杂的参数调节。然而,如何选择并优化储层架构仍是一个未解决的问题。下一代储层计算通过基于截断Volterra级数的非线性向量自回归简化了该问题,从而降低了超参数复杂度。但该方法存在最大单项式阶数增加时参数指数增长的问题。张量网络通过将多维数组分解为低维结构来缓解维度灾难,为此提供了可行的解决方案。本文探索了先前提出的张量网络模型在混沌时间序列预测中的应用,证明了其相比传统回声状态网络在精度和计算效率上的优势。采用先进张量网络方法能够架起张量网络与储层计算领域间的桥梁,促进两个领域的共同发展。

0
下载
关闭预览

相关内容

数学上,序列是被排成一列的对象(或事件);这样每个元素不是在其他元素之前,就是在其他元素之后。这里,元素之间的顺序非常重要。
《深度学习在时间序列预测中的应用:综述》
专知会员服务
29+阅读 · 2025年3月14日
深度学习和基础模型在时间序列预测中的综述
专知会员服务
50+阅读 · 2024年1月26日
【Google-BryanLim等】可解释深度学习时序预测
专知会员服务
64+阅读 · 2021年12月19日
专知会员服务
237+阅读 · 2020年12月15日
时空序列预测方法综述
专知会员服务
171+阅读 · 2020年10月18日
时空序列预测方法综述
专知
22+阅读 · 2020年10月19日
你真的懂时间序列预测吗?
腾讯大讲堂
104+阅读 · 2019年1月7日
基于LSTM深层神经网络的时间序列预测
论智
22+阅读 · 2018年9月4日
基于 Keras 用 LSTM 网络做时间序列预测
R语言中文社区
21+阅读 · 2018年8月6日
基于 Keras 用深度学习预测时间序列
R语言中文社区
23+阅读 · 2018年7月27日
回归预测&时间序列预测
GBASE数据工程部数据团队
44+阅读 · 2017年5月17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
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
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
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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关资讯
时空序列预测方法综述
专知
22+阅读 · 2020年10月19日
你真的懂时间序列预测吗?
腾讯大讲堂
104+阅读 · 2019年1月7日
基于LSTM深层神经网络的时间序列预测
论智
22+阅读 · 2018年9月4日
基于 Keras 用 LSTM 网络做时间序列预测
R语言中文社区
21+阅读 · 2018年8月6日
基于 Keras 用深度学习预测时间序列
R语言中文社区
23+阅读 · 2018年7月27日
回归预测&时间序列预测
GBASE数据工程部数据团队
44+阅读 · 2017年5月17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
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
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
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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员