In this paper, we develop two new randomized block-coordinate optimistic gradient algorithms to approximate a solution of nonlinear equations, which are called root-finding problems. Our first algorithm is non-accelerated with constant stepsizes, and achieves $\mathcal{O}(1/k)$ best-iterate convergence rate on $\mathbb{E}[ \Vert Gx^k\Vert^2]$ when the underlying operator $G$ is Lipschitz continuous and the equation $Gx = 0$ admits a weak Minty solution, where $\mathbb{E}[\cdot]$ is the expectation and $k$ is the iteration counter. Our second method is a new accelerated randomized block-coordinate optimistic gradient algorithm. We establish both $\mathcal{O}(1/k^2)$ and $o(1/k^2)$ last-iterate convergence rates on both $\mathbb{E}[ \Vert Gx^k\Vert^2]$ and $\mathbb{E}[ \Vert x^{k+1} - x^{k}\Vert^2]$ for this algorithm under the co-coerciveness of $G$. Then, we apply our methods to a class of finite-sum nonlinear inclusions which covers various applications in machine learning and statistical learning, especially in federated learning and network optimization. We obtain two new federated learning-type algorithms for this problem class with rigorous convergence rate guarantees.


翻译:本文提出了两种新的随机块坐标优化梯度算法,用于逼近非线性方程的解,这类问题称为求根问题。第一种算法采用恒定步长且无加速,在底层算子$G$满足Lipschitz连续性且方程$Gx=0$存在弱Minty解时,该算法在$\mathbb{E}[ \Vert Gx^k\Vert^2]$上达到$\mathcal{O}(1/k)$的最优迭代收敛率,其中$\mathbb{E}[\cdot]$表示期望,$k$为迭代次数。第二种方法是一种新型加速随机块坐标优化梯度算法。在$G$满足共强制性的条件下,我们证明了该算法在$\mathbb{E}[ \Vert Gx^k\Vert^2]$和$\mathbb{E}[ \Vert x^{k+1} - x^{k}\Vert^2]$上分别具有$\mathcal{O}(1/k^2)$和$o(1/k^2)$的最终迭代收敛率。随后,我们将所提方法应用于一类涵盖机器学习和统计学习(尤其是联邦学习与网络优化)中多种应用的有限和型非线性包含问题,并针对此类问题给出了两种具有严格收敛率保证的新型联邦学习算法。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
【硬核书】矩阵代数基础,248页pdf
专知会员服务
89+阅读 · 2021年12月9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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
2+阅读 · 2017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 · 2014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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
VIP会员
最新内容
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
8+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
10+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
14+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
17+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
9+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
13+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
19+阅读 · 10月15日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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 · 2014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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012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