論文の概要: Antithetic Riemannian Manifold And Quantum-Inspired Hamiltonian Monte
Carlo
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.02070v1
- Date: Mon, 5 Jul 2021 15:03:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-07-06 17:27:46.309922
- Title: Antithetic Riemannian Manifold And Quantum-Inspired Hamiltonian Monte
Carlo
- Title(参考訳): 反合成リーマン多様体と量子誘起ハミルトニアンモンテカルロ
- Authors: Wilson Tsakane Mongwe, Rendani Mbuvha, Tshilidzi Marwala
- Abstract要約: 我々は、ハミルトニアンモンテカルロと量子インスパイアされたハミルトニアンモンテカルロのアンチセティックバージョンである新しいアルゴリズムを提案する。
ハミルトニアン・モンテカルロにアンチセティックサンプリングを加えると、バニラ・ハミルトニアン・モンテカルロよりも高い有効試料率が得られることが示されている。
この分析は,実世界の金融市場データを用いたジャンプ拡散プロセス,およびベイジアンロジスティック回帰を用いた実世界のベンチマーク分類タスクで実施される。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.686886131767452
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Markov Chain Monte Carlo inference of target posterior distributions in
machine learning is predominately conducted via Hamiltonian Monte Carlo and its
variants. This is due to Hamiltonian Monte Carlo based samplers ability to
suppress random-walk behaviour. As with other Markov Chain Monte Carlo methods,
Hamiltonian Monte Carlo produces auto-correlated samples which results in high
variance in the estimators, and low effective sample size rates in the
generated samples. Adding antithetic sampling to Hamiltonian Monte Carlo has
been previously shown to produce higher effective sample rates compared to
vanilla Hamiltonian Monte Carlo. In this paper, we present new algorithms which
are antithetic versions of Riemannian Manifold Hamiltonian Monte Carlo and
Quantum-Inspired Hamiltonian Monte Carlo. The Riemannian Manifold Hamiltonian
Monte Carlo algorithm improves on Hamiltonian Monte Carlo by taking into
account the local geometry of the target, which is beneficial for target
densities that may exhibit strong correlations in the parameters.
Quantum-Inspired Hamiltonian Monte Carlo is based on quantum particles that can
have random mass. Quantum-Inspired Hamiltonian Monte Carlo uses a random mass
matrix which results in better sampling than Hamiltonian Monte Carlo on spiky
and multi-modal distributions such as jump diffusion processes. The analysis is
performed on jump diffusion process using real world financial market data, as
well as on real world benchmark classification tasks using Bayesian logistic
regression.
- Abstract(参考訳): 機械学習におけるターゲット後方分布のマルコフ連鎖モンテカルロ推定は、ハミルトニアンモンテカルロとその変種によって優先的に行われる。
これは、ハミルトンのモンテカルロベースのサンプラーがランダムウォーク行動を抑制する能力のためである。
他のマルコフ連鎖モンテカルロ法と同様に、ハミルトニアンモンテカルロは自己相関的なサンプルを生成し、その結果、推定器のばらつきが高まり、生成したサンプルのサンプルサイズ率が低くなる。
ハミルトニアン・モンテカルロにアンチセティックサンプリングを加えると、バニラ・ハミルトニアン・モンテカルロよりも高い有効試料率が得られることが示されている。
本稿では,リーマン多様体ハミルトニアンモンテカルロおよび量子インスパイアされたハミルトニアンモンテカルロのアンチセティックバージョンである新しいアルゴリズムを提案する。
リーマン多様体 ハミルトニアン・モンテカルロアルゴリズムは、ターゲットの局所幾何学を考慮に入れ、パラメータに強い相関関係を示すようなターゲット密度に有益であるハミルトニアン・モンテカルロを改良する。
量子インスパイアされたハミルトニアンモンテカルロはランダムな質量を持つ量子粒子に基づいている。
量子インスパイアされたハミルトニアンモンテカルロはランダムな質量行列を使い、スピーキーおよびジャンプ拡散過程のようなマルチモーダル分布上のハミルトニアンモンテカルロよりも良いサンプリングをもたらす。
この分析は,実世界の金融市場データを用いたジャンプ拡散プロセス,およびベイジアンロジスティック回帰を用いた実世界のベンチマーク分類タスクで実施される。
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