In this paper we consider the generalized inverse iteration for computing ground states of the Gross-Pitaevskii eigenvector problem (GPE). For that we prove explicit linear convergence rates that depend on the maximum eigenvalue in magnitude of a weighted linear eigenvalue problem. Furthermore, we show that this eigenvalue can be bounded by the first spectral gap of a linearized Gross-Pitaevskii operator, recovering the same rates as for linear eigenvector problems. With this we establish the first local convergence result for the basic inverse iteration for the GPE without damping. We also show how our findings directly generalize to extended inverse iterations, such as the Gradient Flow Discrete Normalized (GFDN) proposed in [W. Bao, Q. Du, SIAM J. Sci. Comput., 25 (2004)] or the damped inverse iteration suggested in [P. Henning, D. Peterseim, SIAM J. Numer. Anal., 53 (2020)]. Our analysis also reveals why the inverse iteration for the GPE does not react favourably to spectral shifts. This empirical observation can now be explained with a blow-up of a weighting function that crucially contributes to the convergence rates. Our findings are illustrated by numerical experiments.


翻译:本文研究用于计算Gross-Pitaevskii特征向量问题(GPE)基态的广义反迭代方法。我们证明了该方法的显式线性收敛速率,该速率取决于加权线性特征值问题中最大特征值的模。进一步地,我们证明该特征值可被线性化Gross-Pitaevskii算子的第一谱隙所界定,从而恢复与线性特征向量问题相同的收敛速率。由此,我们建立了无阻尼GPE基本反迭代的首个局部收敛性结果。同时,我们展示了研究结果如何直接推广至扩展反迭代方法,包括[W. Bao, Q. Du, SIAM J. Sci. Comput., 25 (2004)]提出的梯度流离散归一化(GFDN)方法以及[P. Henning, D. Peterseim, SIAM J. Numer. Anal., 53 (2020)]建议的阻尼反迭代方法。分析还揭示了GPE反迭代为何对谱平移不敏感——这一经验观察现可通过权重函数的爆破现象得到解释,该函数对收敛速率起关键作用。数值实验验证了我们的发现。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2022新书】Python数据分析第三版,579页pdf
专知会员服务
255+阅读 · 2022年8月31日
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
【硬核书】树与网络上的概率,716页pdf
专知会员服务
77+阅读 · 2021年12月8日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
19+阅读 · 2022年7月29日
Arxiv
20+阅读 · 2021年9月22日
Arxiv
66+阅读 · 2021年6月18日
VIP会员
最新内容
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
2+阅读 · 5月31日
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
6+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
7+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
19+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
专知会员服务
10+阅读 · 5月30日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员