論文の概要: Tail-Sensitive KL and Rényi Convergence of Unadjusted Hamiltonian Monte Carlo via One-Shot Couplings

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.09019v1
• Date: Tue, 13 Jan 2026 22:39:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-15 18:59:20.188642
• Title: Tail-Sensitive KL and Rényi Convergence of Unadjusted Hamiltonian Monte Carlo via One-Shot Couplings
• Title（参考訳）: 単ショットカップリングによる非調整ハミルトニアンモンテカルロのTail-Sensitive KLとRényi Convergence
• Authors: Nawaf Bou-Rabee, Siddharth Mitra, Andre Wibisono,
• Abstract要約: We developed a framework for upgrade Wasserstein convergence guarantees for unadjusted HMC algorithm to guarantees in tail-sensitive KL and Rényi divergences。 結果は, 相対密度ミスマッチの定量的制御, 強い発散における離散化バイアスの役割を明らかにするとともに, 無調整サンプリングとメトロポリス調整マルコフ連鎖の温暖開始の両方に関係した保証を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.926709161663053
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Hamiltonian Monte Carlo (HMC) algorithms are among the most widely used sampling methods in high dimensional settings, yet their convergence properties are poorly understood in divergences that quantify relative density mismatch, such as Kullback-Leibler (KL) and Rényi divergences. These divergences naturally govern acceptance probabilities and warm-start requirements for Metropolis-adjusted Markov chains. In this work, we develop a framework for upgrading Wasserstein convergence guarantees for unadjusted Hamiltonian Monte Carlo (uHMC) to guarantees in tail-sensitive KL and Rényi divergences. Our approach is based on one-shot couplings, which we use to establish a regularization property of the uHMC transition kernel. This regularization allows Wasserstein-2 mixing-time and asymptotic bias bounds to be lifted to KL divergence, and analogous Orlicz-Wasserstein bounds to be lifted to Rényi divergence, paralleling earlier work of Bou-Rabee and Eberle (2023) that upgrade Wasserstein-1 bounds to total variation distance via kernel smoothing. As a consequence, our results provide quantitative control of relative density mismatch, clarify the role of discretization bias in strong divergences, and yield principled guarantees relevant both for unadjusted sampling and for generating warm starts for Metropolis-adjusted Markov chains.
• Abstract（参考訳）: ハミルトンモンテカルロ (HMC) アルゴリズムは高次元設定において最も広く用いられているサンプリング手法であるが、それらの収束特性はクルバック・リーブラー (KL) やレニイ・ダイバージェンス (Rényi divergences) のような相対密度ミスマッチの定量化にはあまり理解されていない。 これらの分岐は自然にメトロポリス調整マルコフ鎖の受容確率と温開始要求を支配している。 そこで本研究では,調整されていないハミルトニアンモンテカルロ(uHMC)に対するワッサーシュタイン収束保証を改良し,テールセンシティブなKLとレニイの発散を保証するフレームワークを開発する。 提案手法は,uHMCトランジションカーネルの正規化特性を確立するために用いられるワンショット結合に基づいている。 この正規化により、ワッサーシュタイン2の混合時間と漸近バイアス境界はKL分散に持ち上げられ、類似のオルリッツ=ワッサースタイン境界はレニ微分に持ち上げられ、バウ=ラビーとエベル(2023年)の以前の研究と並行して、ワッサースタイン1の領域をカーネル平滑化によって全変動距離にアップグレードする。 その結果, 相対密度のミスマッチを定量的に制御し, 強い発散における離散化バイアスの役割を明らかにするとともに, 未調整サンプリングとメトロポリス調整マルコフ連鎖の温暖開始の両方に関係する原理的保証を得ることができた。

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