論文の概要: Implicit Neural Representations for Variational Problems on Graphons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.32147v1
- Date: Fri, 23 Oct 2026 04:25:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-27 01:38:06.386627
- Title: Implicit Neural Representations for Variational Problems on Graphons
- Title(参考訳): 図形の変分問題に対する暗黙的ニューラル表現
- Abstract要約: 我々は、暗黙のニューラルネットワークでグラモンを表現し、勾配降下によりグラノンの目的を最適化する。
一般化ターン問題に関して、我々のフレームワークは人間の介入なしに既知の最適グラフンを再検討する。
Erds--Rényiランダムグラフの大きな偏差理論の変分問題に適用すると、このフレームワークは新しい候補最適グラフを生成する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 16.922206673288052
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a neural exploratory framework for variational problems over graphons, i.e., symmetric measurable functions $[0,1]^2 \to [0,1]$, that arise as limits of dense graph sequences. Such problems are central to two parts of the mathematical literature: extremal graph theory, which studies graph parameter optimisation under given restrictions, often for those graphs with a large number of vertices, and the large deviation theory of dense random graphs, which characterises the structure of rare events through constrained graphon optimisation. We represent graphons by implicit neural networks and optimise graphon objectives by gradient descent. Our design combines three ingredients: a multi-scale sinusoidal residual architecture biased toward sharp, step-like graphons; an embedded solver that enforces a single empirical density constraint and is differentiated by implicit differentiation; and symmetry-aware Monte Carlo estimators. On generalised Turán problems that previously required substantial human effort, our framework rediscovers known optimal graphons without human intervention. Applied to open instances, it produces candidate optima, including a previously unreported family of extremal structures. Applied to the variational problems from the large deviation theory of Erdős--Rényi random graphs, the framework produces new candidate optimal graphons across both upper- and lower-tail regimes for multiple pattern graphs; for the case of the triangle graph and the upper-tail regime, these candidates improve upon the best-known reference construction of Lubetzky and Zhao. The structures found by our framework have also led to new theorems on the optimal graphons for both families of problems.
- Abstract(参考訳): グラフ列の極限として生じる対称可測関数 $[0,1]^2 \to [0,1]$ について,グラノン上の変分問題に対するニューラルネットワーク探索フレームワークを提案する。
このような問題は、与えられた制限の下でグラフパラメータの最適化を研究する極端グラフ理論(英語版)と、制約付きグラフトン最適化を通して稀な事象の構造を特徴づける密度ランダムグラフの大きな偏差理論(英語版)の2つの部分の中心である。
我々は、暗黙のニューラルネットワークでグラモンを表現し、勾配降下によりグラノンの目的を最適化する。
設計には, シャープなステップ状グラノンに偏った多スケールの正弦波残差アーキテクチャ, 単一の経験的密度制約を強制し, 暗黙的な微分によって微分される組込み解法, 対称性を意識したモンテカルロ推定器の3つの要素が組み合わさっている。
これまでに人的努力を必要としていた一般化されたトゥラン問題に関して、我々のフレームワークは人間の介入なしに既知の最適グラフンを再検討した。
オープンインスタンスに適用すると、未報告の極端構造のファミリーを含む候補オプティマを生成する。
エルデシュ=レーニ・ランダムグラフの大偏差理論による変分問題に応用して、このフレームワークは、複数のパターングラフに対して上尾と下尾の両方にまたがる新しい候補最適グラフを生成し、三角形グラフと上尾のレギュレーションの場合、これらの候補はルベツキーとザオの最もよく知られた参照構成を改善する。
フレームワークによって発見された構造もまた、問題の両族に対して最適なグラフオンに関する新しい定理を導いた。
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