We study the query complexity of geodesically convex (g-convex) optimization on a manifold. To isolate the effect of that manifold's curvature, we primarily focus on hyperbolic spaces. In a variety of settings (smooth or not; strongly g-convex or not; high- or low-dimensional), known upper bounds worsen with curvature. It is natural to ask whether this is warranted, or an artifact. For many such settings, we propose a first set of lower bounds which indeed confirm that (negative) curvature is detrimental to complexity. To do so, we build on recent lower bounds (Hamilton and Moitra, 2021; Criscitiello and Boumal, 2022) for the particular case of smooth, strongly g-convex optimization. Using a number of techniques, we also secure lower bounds which capture dependence on condition number and optimality gap, which was not previously the case. We suspect these bounds are not optimal. We conjecture optimal ones, and support them with a matching lower bound for a class of algorithms which includes subgradient descent, and a lower bound for a related game. Lastly, to pinpoint the difficulty of proving lower bounds, we study how negative curvature influences (and sometimes obstructs) interpolation with g-convex functions.


翻译:我们研究流形上测地凸(g-凸)优化的查询复杂度。为隔离流形曲率的影响,我们主要关注双曲空间。在多种设定下(光滑或非光滑;强g-凸与否;高维或低维),已知的上界随曲率增大而恶化。我们自然要问:这种恶化是必然的,还是人为假象?针对多种此类设定,我们提出首批下界结果,确实验证(负)曲率对复杂度具有不利影响。为此,我们基于近期关于光滑强g-凸优化的下界结果(Hamilton 和 Moitra, 2021;Criscitiello 和 Boumal, 2022)展开研究。通过多种技术手段,我们还获得了反映条件数和最优性间隙依赖关系的下界,这是此前未能实现的。我们推测这些下界并非最优,并猜想最优下界的形式——通过为包含次梯度下降法的算法类别匹配下界,以及为相关博弈过程建立下界来佐证。最后,为厘清证明下界的难点,我们研究了负曲率如何影响(有时甚至阻碍)g-凸函数的内插性质。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14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
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
MoCoGAN 分解运动和内容的视频生成
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月21日
深度学习医学图像分析文献集
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年10月13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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+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
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 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月26日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月21日
VIP会员
最新内容
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
0+阅读 · 今天3:42
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
2+阅读 · 6月24日
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
6+阅读 · 6月24日
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
5+阅读 · 6月24日
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
6+阅读 · 6月24日
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
5+阅读 · 6月24日
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
7+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
12+阅读 · 6月23日
相关VIP内容
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14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
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
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
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
MoCoGAN 分解运动和内容的视频生成
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月21日
深度学习医学图像分析文献集
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年10月13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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+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
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 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员