We study decentralized learning over networks where data are distributed across nodes without a central coordinator. Random walk learning is a token-based approach in which a single model is propagated across the network and updated at each visited node using local data, thereby incurring low communication and computational overheads. In weighted random-walk learning, the transition matrix is designed to achieve a desired sampling distribution, thereby speeding up convergence under data heterogeneity. We show that implementing weighted sampling via the Metropolis-Hastings algorithm can lead to a previously unexplored phenomenon we term entrapment. The random walk may become trapped in a small region of the network, resulting in highly correlated updates and severely degraded convergence. To address this issue, we propose Metropolis-Hastings with Levy jumps, which introduces occasional long-range transitions to restore exploration while respecting local information constraints. We establish a convergence rate that explicitly characterizes the roles of data heterogeneity, network spectral gap, and jump probability, and demonstrate through experiments that MHLJ effectively eliminates entrapment and significantly speeds up decentralized learning.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
57+阅读 · 2021年1月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
下载 | 512页教程《神经网络与深度学习》,2018最新著作
机器学习算法与Python学习
50+阅读 · 2019年1月6日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
AI综述专栏 | 步态识别的深度学习综述
人工智能前沿讲习班
29+阅读 · 2018年6月27日
李宏毅-201806-中文-Deep Reinforcement Learning精品课程分享
深度学习与NLP
15+阅读 · 2018年6月20日
半监督多任务学习:Semisupervised Multitask Learning
我爱读PAMI
18+阅读 · 2018年4月29日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
40+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
5+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
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 4月6日
Arxiv
18+阅读 · 2021年6月10日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
10+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
9+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
13+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
专知会员服务
57+阅读 · 2021年1月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17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
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
下载 | 512页教程《神经网络与深度学习》,2018最新著作
机器学习算法与Python学习
50+阅读 · 2019年1月6日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
AI综述专栏 | 步态识别的深度学习综述
人工智能前沿讲习班
29+阅读 · 2018年6月27日
李宏毅-201806-中文-Deep Reinforcement Learning精品课程分享
深度学习与NLP
15+阅读 · 2018年6月20日
半监督多任务学习:Semisupervised Multitask Learning
我爱读PAMI
18+阅读 · 2018年4月29日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27日
相关基金
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
40+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
5+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
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员