Variational Monte Carlo (VMC) is an approach for computing ground-state wavefunctions that has recently become more powerful due to the introduction of neural network-based wavefunction parametrizations. However, efficiently training neural wavefunctions to converge to an energy minimum remains a difficult problem. In this work, we analyze optimization and sampling methods used in VMC and introduce alterations to improve their performance. First, based on theoretical convergence analysis in a noiseless setting, we motivate a new optimizer that we call the Rayleigh-Gauss-Newton method, which can improve upon gradient descent and natural gradient descent to achieve superlinear convergence. Second, in order to realize this favorable comparison in the presence of stochastic noise, we analyze the effect of sampling error on VMC parameter updates and experimentally demonstrate that it can be reduced by the parallel tempering method. In particular, we demonstrate that RGN can be made robust to energy spikes that occur when new regions of configuration space become available to the sampler over the course of optimization. Finally, putting theory into practice, we apply our enhanced optimization and sampling methods to the transverse-field Ising and XXZ models on large lattices, yielding ground-state energy estimates with remarkably high accuracy after just 200-500 parameter updates.


翻译:变体蒙特卡洛(VMC)是计算地面状态波子的一种方法,由于引入以神经网络为基础的波子偏差,这一方法最近变得更加强大。然而,高效地训练神经波子以趋同到一个最低能源水平仍然是一个难题。在这项工作中,我们分析VMC所使用的优化和取样方法,并采用改变方法来改进其性能。首先,根据无噪音环境下的理论趋同分析,我们鼓励一种新的优化器,即我们称之为Rayleigh-Gaus-Newton方法,它可以改进梯度下降和自然梯子下降,以实现超线趋同。第二,为了在出现随机噪音的情况下实现这一有利的比较,我们分析了取样错误对VMC参数更新的影响,并实验性地表明,通过平行的调和方法可以减少这种误差。特别是,我们证明RGN可以对在优化过程中向取样者提供新的配置空间区域时出现的能源涨幅变得强大。最后,在实践中,我们将我们增强的优化和采样方法应用于高偏差的200号地基数模型之后的高度地平纬度模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
5+阅读 · 2017年12月14日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员