論文の概要: True Self-Avoiding Walk for Accelerating Markov-Chain Monte Carlo Integration
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.30532v1
- Date: Thu, 28 May 2026 20:09:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-01 20:56:50.211126
- Title: True Self-Avoiding Walk for Accelerating Markov-Chain Monte Carlo Integration
- Title(参考訳): Markov-Chain Monte Carlo統合の高速化のための真の自己回避ウォーク
- Authors: Qinghua, Ding, Venkat Anantharam,
- Abstract要約: TSAWはマルコフ連鎖モンテカルロによる経験的積分推定を改善するメカニズムである。
有限集合上の既約マルコフ核$P$に付随する有限状態適応サンプリングダイナミクスを考える。
すべての有界関数 $f:Vtomathbb R$ に対して、積分推定子の誤差は [左|frac1tsum_s=0t-1 f(X_s)-sum_iin V_i f(i)right| = Oleft(fracsqrt) として収束する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.734388236956597
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study true self-avoiding walk (TSAW) as a mechanism for improving empirical integral estimation via Markov chain Monte Carlo (MCMC). We consider finite-state adaptive sampling dynamics associated with an irreducible Markov kernel $P$ on a finite set, with stationary distribution $π$, in which the transition probabilities are penalized according to empirical overuse. Our main result is that the empirical occupation counts $L_t(i)$ and transition counts $N_t(i,j)$ of the resulting TSAW-based walk satisfy \[ L_t(i)-tπ_i = O(\sqrt{\log t}) \quad\text{and}\quad N_t(i,j)-tπ_iP_{ij}=O(\sqrt{\log t}) \qquad\text{almost surely} \] for every state $i$ and every edge $(i,j)$ with $P_{ij}>0$. Consequently, for every bounded function $f:V\to\mathbb R$, the error of our integral estimator converges as \[ \left|\frac1t\sum_{s=0}^{t-1} f(X_s)-\sum_{i\in V}π_i f(i)\right| = O\left(\frac{\sqrt{\log t}}{t}\right) \qquad\text{almost surely}. \] These results show that, in contrast with the usual $t^{-1/2}$ error scaling for empirical averages under standard random-walk-based methods, TSAW-based estimator yields empirical integral errors of order $O(\sqrt{\log t}/t)$ almost surely, thereby achieving a substantially sharper dependence on the sample size $t$.
- Abstract(参考訳): マルコフ連鎖モンテカルロ(MCMC)による経験的積分推定を改善するメカニズムとして,真の自己回避歩行(TSAW)について検討した。
我々は、有限集合上の既約マルコフ核$P$に付随する有限状態適応サンプリング力学を、定常分布$π$とみなす。
我々の主な結果は、経験的占有が$L_t(i)$を数え、遷移が$N_t(i,j)$を数え、結果として得られるTSAWベースのウォークの満足度が \[L_t(i)-tπ_i = O(\sqrt{\log t}) \quad\text{and}\quad N_t(i,j)-tπ_iP_{ij}=O(\sqrt{\log t}) \qquad\text{almost surely} \] を満たすことである。
したがって、すべての有界函数 $f:V\to\mathbb R$ に対して、積分推定子の誤差は \[ \left|\frac1t\sum_{s=0}^{t-1} f(X_s)-\sum_{i\in V}π_i f(i)\right| = O\left(\frac {\sqrt{\log t}}{t}\right) \qquad\text{almost surely} として収束する。
以上の結果から, 標準ランダムウォーク法における経験的平均値に対する通常の$t^{-1/2}$エラースケーリングとは対照的に, TSAW を用いた推定器は次数 $O(\sqrt{\log t}/t)$ の経験的積分誤差をほぼ確実に生成し, サンプルサイズ $t$ に大きく依存することを示す。
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