論文の概要: A Unified Approach to Learning Ising Models: Beyond Independence and
Bounded Width
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.09197v1
- Date: Wed, 15 Nov 2023 18:41:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-16 14:43:52.406368
- Title: A Unified Approach to Learning Ising Models: Beyond Independence and
Bounded Width
- Title(参考訳): 学習イジングモデルへの統一的アプローチ:独立性と境界幅を超えて
- Authors: Jason Gaitonde and Elchanan Mossel
- Abstract要約: 我々はIsingモデルの基本パラメータをデータから効率的に学習する問題を再考する。
ノード単位のロジスティック回帰に基づく単純な既存手法が、いくつかの新しい設定で基盤モデルの回復に成功していることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.605563562103568
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We revisit the problem of efficiently learning the underlying parameters of
Ising models from data. Current algorithmic approaches achieve essentially
optimal sample complexity when given i.i.d. samples from the stationary measure
and the underlying model satisfies "width" bounds on the total $\ell_1$
interaction involving each node. We show that a simple existing approach based
on node-wise logistic regression provably succeeds at recovering the underlying
model in several new settings where these assumptions are violated:
(1) Given dynamically generated data from a wide variety of local Markov
chains, like block or round-robin dynamics, logistic regression recovers the
parameters with optimal sample complexity up to $\log\log n$ factors. This
generalizes the specialized algorithm of Bresler, Gamarnik, and Shah [IEEE
Trans. Inf. Theory'18] for structure recovery in bounded degree graphs from
Glauber dynamics.
(2) For the Sherrington-Kirkpatrick model of spin glasses, given
$\mathsf{poly}(n)$ independent samples, logistic regression recovers the
parameters in most of the known high-temperature regime via a simple reduction
to weaker structural properties of the measure. This improves on recent work of
Anari, Jain, Koehler, Pham, and Vuong [ArXiv'23] which gives distribution
learning at higher temperature.
(3) As a simple byproduct of our techniques, logistic regression achieves an
exponential improvement in learning from samples in the M-regime of data
considered by Dutt, Lokhov, Vuffray, and Misra [ICML'21] as well as novel
guarantees for learning from the adversarial Glauber dynamics of Chin, Moitra,
Mossel, and Sandon [ArXiv'23].
Our approach thus significantly generalizes the elegant analysis of Wu,
Sanghavi, and Dimakis [Neurips'19] without any algorithmic modification.
- Abstract(参考訳): 我々はIsingモデルの基本パラメータをデータから効率的に学習する問題を再考する。
現在のアルゴリズムアプローチは、定常測度から与えられたサンプルと基礎となるモデルが各ノード間の合計$\ell_1$相互作用の「幅」境界を満たす場合に、本質的に最適なサンプル複雑性を達成する。
1)ブロックやラウンドロビンダイナミクスなど、様々な局所マルコフ連鎖から動的に生成されたデータによって、ロジスティック回帰は最適なサンプル複雑性を持つパラメータを最大$\log\log n$ factorまで回復する。
これは、グラスバー力学から有界次数グラフの構造回復のためのbresler, gamarnik, shah [ieee trans. inf. theory'18] の特殊アルゴリズムを一般化する。
2) スピングラスのシェリントン・カークパトリックモデルに対して、$\mathsf{poly}(n)$ 独立サンプルが与えられた場合、ロジスティック回帰は、測定値のより弱い構造特性への単純な還元により、既知の高温状態のほとんどのパラメータを復元する。
これは、Anari、Jain、Koehler、Pham、Vuong(ArXiv'23)の最近の研究を改善し、より高い温度で分布学習を行う。
3)本手法の単純な副産物として,Dutt,Lokhov,Vuffray,Misra(ICML'21)が検討したデータM-レジムからの学習が指数関数的に向上し,また,Cin,Moitra,Mossel,Sandon(ArXiv'23)の対角グラウバー力学から学習するための新たな保証が得られた。
この手法は, アルゴリズムを改良することなく, Wu, Sanghavi, Dimakis [Neurips'19] のエレガントな解析を著しく一般化する。
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