論文の概要: Faster Rates of Convergence to Stationary Points in Differentially
Private Optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.00846v2
- Date: Tue, 30 May 2023 20:45:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-02 04:41:52.423094
- Title: Faster Rates of Convergence to Stationary Points in Differentially
Private Optimization
- Title(参考訳): 微分プライベート最適化における定点収束の高速化
- Authors: Raman Arora, Raef Bassily, Tom\'as Gonz\'alez, Crist\'obal Guzm\'an,
Michael Menart, Enayat Ullah
- Abstract要約: リプシッツの定常点と滑らかな関数を$(varepsilon,delta)$-differential privacy(DP)で近似する問題について検討する。
点 $widehatw$ は関数 $mathbbRdrightarrowmathbbR$ if $|nabla F(widehatw)|leq alpha$ の $alpha$-stationary point と呼ばれる。
我々は$tildeObig(big[)を見つける新しい効率的なアルゴリズムを提供する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 31.46358820048179
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study the problem of approximating stationary points of Lipschitz and
smooth functions under $(\varepsilon,\delta)$-differential privacy (DP) in both
the finite-sum and stochastic settings. A point $\widehat{w}$ is called an
$\alpha$-stationary point of a function $F:\mathbb{R}^d\rightarrow\mathbb{R}$
if $\|\nabla F(\widehat{w})\|\leq \alpha$. We provide a new efficient algorithm
that finds an
$\tilde{O}\big(\big[\frac{\sqrt{d}}{n\varepsilon}\big]^{2/3}\big)$-stationary
point in the finite-sum setting, where $n$ is the number of samples. This
improves on the previous best rate of
$\tilde{O}\big(\big[\frac{\sqrt{d}}{n\varepsilon}\big]^{1/2}\big)$. We also
give a new construction that improves over the existing rates in the stochastic
optimization setting, where the goal is to find approximate stationary points
of the population risk. Our construction finds a
$\tilde{O}\big(\frac{1}{n^{1/3}} +
\big[\frac{\sqrt{d}}{n\varepsilon}\big]^{1/2}\big)$-stationary point of the
population risk in time linear in $n$. Furthermore, under the additional
assumption of convexity, we completely characterize the sample complexity of
finding stationary points of the population risk (up to polylog factors) and
show that the optimal rate on population stationarity is $\tilde
\Theta\big(\frac{1}{\sqrt{n}}+\frac{\sqrt{d}}{n\varepsilon}\big)$. Finally, we
show that our methods can be used to provide dimension-independent rates of
$O\big(\frac{1}{\sqrt{n}}+\min\big(\big[\frac{\sqrt{rank}}{n\varepsilon}\big]^{2/3},\frac{1}{(n\varepsilon)^{2/5}}\big)\big)$
on population stationarity for Generalized Linear Models (GLM), where $rank$ is
the rank of the design matrix, which improves upon the previous best known
rate.
- Abstract(参考訳): リプシッツの定常点と滑らかな関数を$(\varepsilon,\delta)$-differential privacy (DP)の下で有限サムと確率の両方で近似する問題について検討する。
点 $\widehat{w}$ は関数 $f:\mathbb{r}^d\rightarrow\mathbb{r}$ if $\|\nabla f(\widehat{w})\|\leq \alpha$ の$\alpha$-stationary point と呼ばれる。
有限サム設定において、$n$ がサンプル数である有限サム設定において、$\tilde{o}\big(\big[\frac{\sqrt{d}}{n\varepsilon}\big]^{2/3}\big)$-定常点を求める新しい効率的なアルゴリズムを提供する。
これは、以前の最高レート$\tilde{o}\big(\big[\frac{\sqrt{d}}{n\varepsilon}\big]^{1/2}\big)$で改善される。
また, 人口リスクの近似定常点を求めることを目的として, 確率的最適化設定における既存レートを改良する新しい構成法を提案する。
我々の構成は、$\tilde{O}\big(\frac{1}{n^{1/3}} + \big[\frac{\sqrt{d}}{n\varepsilon}\big]^{1/2}\big)$-stationary point of the population risk in time linear in $n$である。
さらに、凸性のさらなる仮定の下で、人口リスクの定常点(ポリログ因子まで)を見つけるためのサンプルの複雑さを完全に特徴づけ、人口定常性の最適率は$\tilde \Theta\big(\frac{1}{\sqrt{n}}+\frac{\sqrt{d}}{n\varepsilon}\big)$であることを示す。
最後に, 一般線形モデル (GLM) の集団定常性について, $rank$ が設計行列のランクである場合, $O\big(\frac{1}{\sqrt{n}}+\min\big(\big[\frac{\sqrt{rank}}{n\varepsilon}\big]^{2/3},\frac{1}{(n\varepsilon)^{2/5}}\big)\big)$ であることを示す。
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