We consider certain large random matrices, called random inner-product kernel matrices, which are essentially given by a nonlinear function $f$ applied entrywise to a sample-covariance matrix, $f(X^TX)$, where $X \in \mathbb{R}^{d \times N}$ is random and normalized in such a way that $f$ typically has order-one arguments. We work in the polynomial regime, where $N \asymp d^\ell$ for some $\ell > 0$, not just the linear regime where $\ell = 1$. Earlier work by various authors showed that, when the columns of $X$ are either uniform on the sphere or standard Gaussian vectors, and when $\ell$ is an integer (the linear regime $\ell = 1$ is particularly well-studied), the bulk eigenvalues of such matrices behave in a simple way: They are asymptotically given by the free convolution of the semicircular and Mar\v{c}enko-Pastur distributions, with relative weights given by expanding $f$ in the Hermite basis. In this paper, we show that this phenomenon is universal, holding as soon as $X$ has i.i.d. entries with all finite moments. In the case of non-integer $\ell$, the Mar\v{c}enko-Pastur term disappears (its weight in the free convolution vanishes), and the spectrum is just semicircular.


翻译:本文研究一类称为随机内积核矩阵的大型随机矩阵,这类矩阵本质上是将非线性函数$f$逐元素应用于样本协方差矩阵$f(X^TX)$得到的,其中$X \in \mathbb{R}^{d \times N}$是随机矩阵且经过归一化使得$f$的自变量通常为阶-1量。我们工作在多项式机制下,即$N \asymp d^\ell$,其中$\ell > 0$,而不仅限于$\ell=1$的线性机制。先前多位学者的工作表明,当$X$的列向量服从球面均匀分布或标准高斯向量分布,且$\ell$为整数时(线性机制$\ell=1$已被充分研究),这类矩阵的谱主体特征呈现简单形式:其渐近谱由半圆分布与马尔琴科-帕斯图尔分布的自由卷积给出,权重系数由$f$的埃尔米特基展开确定。本文证明该现象具有普适性,只要$X$具有独立同分布元素且各阶矩有限即可成立。对于非整数$\ell$的情形,马尔琴科-帕斯图尔项消失(其在自由卷积中的权重归零),谱分布退化为纯半圆律。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
专知会员服务
55+阅读 · 2020年3月16日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18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
【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
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17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
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25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
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17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
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
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
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
VIP会员
最新内容
俄乌战场地面机器人如何改写战争规则
专知会员服务
5+阅读 · 6月14日
《无人水面艇文献综述与结构设计》135页
专知会员服务
11+阅读 · 6月13日
乌克兰战场背后的新武器
专知会员服务
7+阅读 · 6月12日
基于博弈论的陆军人机协同(长文报告)
专知会员服务
13+阅读 · 6月12日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17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
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25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
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
相关基金
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
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
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
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