We give approximate counting and sampling algorithms for spin models on graphs of low threshold rank or high girth. Given any $n$-vertex graph $G$, let $k_η= k_η(G)$ count normalized-Laplacian eigenvalues strictly below $η$. For $\varepsilon > 0$, an $\varepsilon$-approximate counting algorithm outputs an estimate $\widehat Z$ of the partition function $Z$ satisfying $(1-\varepsilon)Z\le\widehat Z\le(1+\varepsilon)Z$ with probability at least $3/4$. An $\varepsilon$-approximate sampling algorithm outputs a configuration whose distribution is within total variation distance $\varepsilon$ of the target distribution. We give the following results: (a) Ferromagnetic Potts. Fix $q\ge2$ and $η\in(0,1]$. There exists $β_0(q,η)$ such that, for every inverse temperature $β\geβ_0$, the zero-field $q$-state Potts model admits approximate counting and sampling algorithms: (i) On arbitrary graphs in time $\exp(O(k_η))\operatorname{poly}(n,1/\varepsilon).$ (ii) Fix $Δ\ge 3$. On $Δ$-regular graphs of girth $g$ in time $\exp(O(n e^{-g})) \operatorname{poly}(n,1/\varepsilon).$ (b) Bipartite hard-core. Fix $Δ\ge3$ and $η\in(0,1]$. There exists $λ_0(Δ,η)$ such that, for every fugacity $λ\geλ_0$, the hard-core model admits approximate counting and sampling: (i) On $Δ$-regular vertex-transitive bipartite graphs in time $\exp(O (k_η))\operatorname{poly}(n,1/\varepsilon).$ (ii) On $Δ$-regular bipartite graphs of girth $g$ in $\exp(O(n e^{- g}))\operatorname{poly}(n,1/\varepsilon).$ All four results follow from verifying the hypotheses of a new framework we call C-3PO. At a high level, the C-3PO algorithm proceeds by enumerating small cuts and reconstructing the original measure through cluster expansions. Underlying the algorithm is an improvement of subspace enumeration methods via active regression.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
IEEE Proc.|基于知识图谱的少样本和零样本学习综述
专知会员服务
49+阅读 · 2024年2月2日
【NeurIPS 2023】图对比学习的可证训练问题
专知会员服务
25+阅读 · 2023年11月10日
【Code】GraphSAGE 源码解析
AINLP
31+阅读 · 2020年6月22日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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 · 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
2+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
1+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
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
7+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
4+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
7+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
4+阅读 · 11月6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 · 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
2+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
1+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