論文の概要: Second-Order KKT Guarantees for Bregman ADMM in Nonconvex and Non-Lipschitz Optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.28307v1
- Date: Fri, 26 Jun 2026 17:52:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-29 18:24:25.55254
- Title: Second-Order KKT Guarantees for Bregman ADMM in Nonconvex and Non-Lipschitz Optimization
- Title(参考訳): 非凸および非Lipschitz最適化におけるBregman ADMMの2次KKT保証
- Abstract要約: 非線型制約問題に対するBregman ADMMを両側の相対的滑らかさの下で解析する。
分散最適化のためのマルチブロック星コンセンサス定式化に解析を拡張した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 20.87701856262044
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: We analyze Bregman ADMM for nonconvex linearly constrained problems under two-sided relative smoothness, a condition that replaces the standard Lipschitz gradient assumption with a Hessian comparison relative to a Bregman kernel. This setting covers polynomial objectives arising in matrix and tensor models for which a global Lipschitz-gradient constant need not exist. We show that on an invariant open state-space domain, one iteration of Bregman ADMM defines a smooth primal--dual fixed-point map whose strict-saddle KKT points are unstable fixed points; consequently, from random initialization the iterates converge to a strict saddle with probability zero. Combined with existing first-order convergence results, this yields almost-sure second-order stationarity of limiting KKT points. We extend the analysis to a multi-block star consensus formulation for distributed optimization. The technical novelty lies in a determinant reduction with a Bregman-specific symmetrization and scaling step in the two block spectral argument, together with a null space cancellation exploiting the star graph structure in the consensus case. Numerical experiments on distributed matrix factorization illustrate the theory, and a symmetric tensor factorization example demonstrates the broader Bregman proximal splitting idea beyond the separable consensus setting.
- Abstract(参考訳): 我々は、標準的なリプシッツ勾配仮定をブレグマン核に対するヘシアン比較に置き換える条件である両側相対滑らか性の下で、非凸線形制約問題に対するブレグマンADMMを解析する。
この設定は、大域リプシッツの勾配定数が存在しない行列やテンソルモデルで生じる多項式の目的をカバーしている。
不変な開状態空間領域において、Bregman ADMMの1つの反復は、厳密なKKT点が不安定な不動点を持つ滑らかな原始双対不動点写像を定義することを示し、したがってランダム初期化から、イテレートは確率 0 の厳密なサドルに収束する。
既存の一階収束結果と組み合わせることで、KKT点を制限する2階定常性がほぼ確実に得られる。
分散最適化のためのマルチブロック星コンセンサス定式化に解析を拡張した。
技術的新奇性は、2ブロックのスペクトル論におけるブレグマン固有の対称性とスケーリングのステップによる決定的な還元と、コンセンサスの場合の星グラフ構造を利用したヌル空間の消去に関係している。
分散行列因数分解に関する数値実験は、この理論を示し、対称テンソル因数分解の例は、分離可能なコンセンサス設定を超えて、より広いブレグマン近位分裂の考えを示す。
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