We establish complexity lower bounds for stochastic first-order algorithms in nonconvex--concave minimax optimization, allowing algorithms to use variance reduction. Our main contribution is a lower bound for a zero-respecting algorithm class that permits variance reduction, extending beyond the algorithmic restrictions imposed by some existing lower bounds. We consider objectives with an $L$-Lipschitz continuous joint gradient, a compact convex dual domain of Euclidean radius at most $D_Y$, and a primal value function, defined by maximizing the objective over the dual variable, with initial suboptimality at most $Δ$. The target accuracy $\varepsilon$ is measured by the gradient norm of the Moreau envelope of the constrained primal value function with parameter $1/(2L)$. Under an unbiased stochastic first-order oracle with variance at most $σ^2$ and mean-squared smoothness, we prove the lower bound $Ω\!\left(L^2D_YΔ\varepsilon^{-3}+L^3D_Y^2Δσ^2\varepsilon^{-6}\right)$. This result quantifies the dependence on accuracy, dual-domain radius, and oracle noise even when variance reduction is allowed. We also establish complementary lower bounds for nonconvex--strongly-concave minimax optimization. With dual strong-concavity parameter $μ>0$ and condition number $κ:=L/μ$, we obtain $Ω\!\left(LΔ\sqrtκ\,\varepsilon^{-2}+LΔκσ^2\varepsilon^{-4}\right)$ under the bounded-variance oracle model. Under the additional mean-squared smoothness condition with constant $\bar L$, we obtain $Ω\!\left(LΔ\sqrtκ\,\varepsilon^{-2}+Δ\bar Lσκ^{3/2}\varepsilon^{-3}\right)$. Together, these results identify complexity barriers across the concave and strongly concave regimes, with the main nonconvex--concave bound remaining valid for algorithms that use variance reduction.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【经典书】凸优化:算法与复杂度,130页pdf
专知会员服务
81+阅读 · 2021年11月16日
专知会员服务
13+阅读 · 2021年10月12日
【斯坦福】凸优化圣经- Convex Optimization (附730pdf下载)
专知会员服务
232+阅读 · 2020年6月5日
博客 | 机器学习中的数学基础(凸优化)
AI研习社
14+阅读 · 2018年12月16日
干货|掌握机器学习数学基础之优化[1](重点知识)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月19日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
精品公开课 | 随机梯度下降算法综述
七月在线实验室
13+阅读 · 2017年7月11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
6+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 · 2015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
1+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
22+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
9+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
专知会员服务
10+阅读 · 11月8日
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
专知会员服务
11+阅读 · 11月6日
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
9+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
6+阅读 · 11月6日
相关VIP内容
【经典书】凸优化:算法与复杂度,130页pdf
专知会员服务
81+阅读 · 2021年11月16日
专知会员服务
13+阅读 · 2021年10月12日
【斯坦福】凸优化圣经- Convex Optimization (附730pdf下载)
专知会员服务
232+阅读 · 2020年6月5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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+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 · 2015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
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员