論文の概要: A Probability Density Theory for Spin-Glass Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.00927v2
- Date: Fri, 10 Jan 2020 19:00:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-14 17:35:55.383219
- Title: A Probability Density Theory for Spin-Glass Systems
- Title(参考訳): スピングラス系の確率密度理論
- Authors: Gavin S. Hartnett, Masoud Mohseni
- Abstract要約: 任意の次元、相互作用、局所場を持つスピングラス系の連続確率密度理論を開発する。
スピングラスモデルの物理計算式を幾何学的にエンコードする方法を示す。
我々は、She-Kirkrrington (SK) モデル、ランダムな ErdHos-R'enyi グラフ上のスピン、制限されたボルツマンマシンなど、多くのスピングラスモデルに適用する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Spin-glass systems are universal models for representing many-body phenomena
in statistical physics and computer science. High quality solutions of NP-hard
combinatorial optimization problems can be encoded into low energy states of
spin-glass systems. In general, evaluating the relevant physical and
computational properties of such models is difficult due to critical slowing
down near a phase transition. Ideally, one could use recent advances in deep
learning for characterizing the low-energy properties of these complex systems.
Unfortunately, many of the most promising machine learning approaches are only
valid for distributions over continuous variables and thus cannot be directly
applied to discrete spin-glass models. To this end, we develop a continuous
probability density theory for spin-glass systems with arbitrary dimensions,
interactions, and local fields. We show how our formulation geometrically
encodes key physical and computational properties of the spin-glass in an
instance-wise fashion without the need for quenched disorder averaging. We show
that our approach is beyond the mean-field theory and identify a transition
from a convex to non-convex energy landscape as the temperature is lowered past
a critical temperature. We apply our formalism to a number of spin-glass models
including the Sherrington-Kirkpatrick (SK) model, spins on random
Erd\H{o}s-R\'enyi graphs, and random restricted Boltzmann machines.
- Abstract(参考訳): スピングラスシステムは、統計物理学や計算機科学における多体現象を表す普遍的なモデルである。
np-ハードコンビネート最適化問題の高品質解はスピングラス系の低エネルギー状態に符号化できる。
一般に、そのようなモデルの物理的および計算的性質の評価は、相転移の近傍での臨界的な減速のために難しい。
理想的には、これらの複雑なシステムの低エネルギー特性を特徴づけるために、ディープラーニングの最近の進歩を利用することができる。
残念ながら、最も有望な機械学習アプローチの多くは連続変数上の分布に対してのみ有効であり、したがって離散スピングラスモデルに直接適用することはできない。
この目的のために、任意の次元、相互作用、局所場を持つスピングラス系の連続確率密度理論を開発する。
本稿では, スピングラスの物理特性と計算特性を, クエンチド障害平均化を必要とせずに, どのように幾何学的に符号化するかを示す。
提案手法は平均場理論を超越し,臨界温度より温度が低くなるにつれて対流から非凸エネルギー環境への遷移を同定する。
我々は、シェリントン・カークパトリック(SK)モデル、ランダムアード・H{o}s-R\enyiグラフ上のスピン、ランダム制限ボルツマンマシンなど、多くのスピングラスモデルに適用する。
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