A popular method for sampling from high-dimensional distributions is the \emph{Gibbs sampler}, which iteratively resamples sites from the conditional distribution of the desired measure given the values of the other coordinates. It is natural to ask to what extent does the order of site updates matter in the mixing time? Two natural choices are (i) standard, or \emph{random scan}, Glauber dynamics where the updated variable is chosen uniformly at random, and (ii) the \emph{systematic scan} dynamics where variables are updated in a fixed, cyclic order. We first show that for systems of dimension $n$, one round of the systematic scan dynamics has spectral gap at most a factor of order $n$ worse than the corresponding spectral gap of a single step of Glauber dynamics, tightening existing bounds in the literature by He, et al. [NeurIPS '16] and Chlebicka, {\L}atuszy\'nski, and Miasodejow [Ann. Appl. Probab. '25]. The corresponding bound on mixing times is sharp even for simple spin systems by an explicit example of Roberts and Rosenthal [Int. J. Statist. Prob. '15]. We complement this with a converse statement: if all, or even just one scan order rapidly mixes, the Glauber dynamics has a polynomially related mixing time, resolving a question of Chlebicka, {\L}atuszy\'nski, and Miasodejow.


翻译:从高维分布中采样的常用方法是 \emph{Gibbs 采样器},该方法迭代地从给定其他坐标值的期望测度的条件分布中重新采样各个位置。一个自然的问题是:位置更新的顺序在多大程度上影响混合时间?两种自然的选择是:(i) 标准的或称为 \emph{随机扫描} 的 Glauber 动力学,其中被更新的变量是均匀随机选择的;以及 (ii) \emph{系统扫描} 动力学,其中变量按固定的循环顺序更新。我们首先证明,对于维度为 $n$ 的系统,一轮系统扫描动力学的谱隙至多比单步 Glauber 动力学对应的谱隙差一个 $n$ 阶因子,这改进了 He 等人 [NeurIPS '16] 以及 Chlebicka、{\L}atuszy\'nski 和 Miasodejow [Ann. Appl. Probab. '25] 在文献中已有的界。通过 Roberts 和 Rosenthal [Int. J. Statist. Prob. '15] 的一个显式例子,可以证明即使在简单自旋系统中,混合时间对应的这个界也是紧的。我们进一步给出了一个反向的结论:如果所有(甚至仅一个)扫描顺序都能快速混合,那么 Glauber 动力学的混合时间与其具有多项式关联,这解决了 Chlebicka、{\L}atuszy\'nski 和 Miasodejow 提出的一个问题。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15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
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+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
Arxiv
0+阅读 · 2025年10月17日
VIP会员
相关资讯
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+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