Zigzag and other piecewise deterministic Markov process samplers have attracted significant interest for their non-reversibility and other appealing properties for Bayesian posterior computation. Hamiltonian Monte Carlo is another state-of-the-art sampler, exploiting fictitious momentum to guide Markov chains through complex target distributions. In this article, we uncover a remarkable connection between the zigzag sampler and a variant of Hamiltonian Monte Carlo exploiting Laplace-distributed momentum. The position and velocity component of the corresponding Hamiltonian dynamics travels along a zigzag path paralleling the Markovian zigzag process; however, the dynamics is non-Markovian as the momentum component encodes non-immediate pasts. This information is partially lost during a momentum refreshment step, in which we preserve its direction but re-sample magnitude. In the limit of increasingly frequent momentum refreshments, we prove that this Hamiltonian zigzag converges to its Markovian counterpart. This theoretical insight suggests that, by retaining full momentum information, Hamiltonian zigzag can better explore target distributions with highly correlated parameters. We corroborate this intuition by comparing performance of the two zigzag cousins on high-dimensional truncated multivariate Gaussians, including a 11,235-dimensional target arising from a Bayesian phylogenetic multivariate probit model applied to HIV virus data.
翻译:Zigzag 和其他Piegzag 和 确定性 Markov 过程取样器吸引了人们对其不可逆性和其他吸引巴伊西亚后方计算特性的极大兴趣。 汉密尔顿· 蒙特 蒙特 卡洛 是另一个最先进的采样器, 利用虚构的动力引导Markov 链通过复杂的分布目标来引导马尔科夫。 在文章中, 我们发现了Zigzag 采样器和汉密尔顿蒙特 蒙特 卡洛 开发拉比分配动力的变异体之间的显著联系。 相应的汉密尔顿动态的位置和速度部分沿与马科维亚 兹扎格 进程平行的zigzag 路径运行; 然而, 该动态是非马尔科维亚的, 作为动力部分的采样器, 用于记录非模拟过去。 这一信息在振动的步伐中被部分丢失了, 我们保留了它的方向,但又重新展示了它。 在日益频繁的振动的节能中, 我们证明这个汉密尔顿 兹扎克 的模型和速度部分与Markovian 相对口相对比亚 的 双基 将 的 基 的 基 的 的 基 的 的 的 的 的 的 的 基比比 的 的 的 的 的 的 的 的 的 和 高基比比 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 高基 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 和 的 的 的 的 的 的 的 的 的 高基 的 的 的 的 的 的 的 的 基 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 和 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 和 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的