We give a fast algorithm for sampling uniform solutions of general constraint satisfaction problems (CSPs) in a local lemma regime. Suppose that the CSP has $n$ variables with domain size at most q, each constraint contains at most k variables, shares variables with at most $\Delta$ constraints, and is violated with probability at most $p$ by a uniform random assignment. The algorithm returns an almost uniform satisfying assignment in expected $\mathrm{poly}(q,k,\Delta)\cdot\tilde{O}(n)$ time, as long as a local lemma condition is satisfied: \[ k\cdot p\cdot q^2\cdot \Delta^5\le C_0\quad\text{for a suitably small absolute constant }C_0. \] Previously, under similar local lemma conditions, sampling algorithms with running time polynomial in both $n$ and $\Delta$ were only known for the almost atomic case, where each constraint is violated by a small number of forbidden local configurations. The key term $\Delta^5$ in our local lemma condition also improves the previously best known $\Delta^7$ for general CSPs [JPV21b] and $\Delta^{5.714}$ for atomic CSPs, including the special case of $k$-CNF [JPV21a, HSW21]. Our sampling approach departs from previous fast algorithms for sampling LLL, which were based on Markov chains. A crucial step of our algorithm is a recursive marginal sampler that is of independent interests. Within a local lemma regime, this marginal sampler can draw a random value for a variable according to its marginal distribution, at a cost independent of the size of the CSP.


翻译:我们提出了一种快速算法,用于在局部引理条件下对一般约束满足问题(CSPs)的均匀解进行采样。假设CSP包含n个变量,每个变量域大小至多为q,每个约束最多包含k个变量,且与最多Δ个约束共享变量,同时均匀随机赋值违反每个约束的概率至多为p。该算法能够在期望的$\mathrm{poly}(q,k,\Delta)\cdot\tilde{O}(n)$时间内返回几乎均匀的满足赋值,前提是满足以下局部引理条件: \[ k\cdot p\cdot q^2\cdot \Delta^5\le C_0\quad\text{对于适当小的绝对常数 }C_0. \] 此前,在类似局部引理条件下,仅对于几乎原子情形(即每个约束仅由少量禁止局部配置所违反)存在运行时间为n和Δ多项式的采样算法。我们局部引理条件中的关键项$\Delta^5$也改进了此前一般CSP的最优结果$\Delta^7$ [JPV21b] 以及原子CSP(包括k-CNF特例 [JPV21a, HSW21])的$\Delta^{5.714}$。我们的采样方法不同于以往基于马尔可夫链的快速LLL采样算法。算法中的一个关键步骤是递归边际采样器,该采样器具有独立的研究价值。在局部引理条件下,该边际采样器能够以与CSP规模无关的代价,根据变量的边际分布为其抽取随机值。

0
下载
关闭预览

相关内容

自然语言处理顶会NAACL2022最佳论文出炉!
专知会员服务
43+阅读 · 2022年6月30日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
46+阅读 · 2020年10月5日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26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
【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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
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
【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
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 · 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 · 2011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
Arxiv
0+阅读 · 2023年4月29日
Arxiv
1+阅读 · 2023年4月27日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:43
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:31
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:11
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关VIP内容
自然语言处理顶会NAACL2022最佳论文出炉!
专知会员服务
43+阅读 · 2022年6月30日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
46+阅读 · 2020年10月5日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26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
【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
相关基金
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 · 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 · 2011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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员