This paper studies deep neural networks for solving extremely large linear systems arising from high-dimensional problems. Because of the curse of dimensionality, it is expensive to store both the solution and right-hand side vector in such extremely large linear systems. Our idea is to employ a neural network to characterize the solution with much fewer parameters than the size of the solution under a matrix-free setting. We present an error analysis of the proposed method, indicating that the solution error is bounded by the condition number of the matrix and the neural network approximation error. Several numerical examples from partial differential equations, queueing problems, and probabilistic Boolean networks are presented to demonstrate that the solutions of linear systems can be learned quite accurately.


翻译:本文研究用于解决高维问题产生的超大型线性系统的深线性神经网络。 由于维度的诅咒,将溶液和右手侧矢量储存在如此庞大的线性系统中是昂贵的。 我们的想法是使用神经网络来描述溶液的特性,其参数远小于在无矩阵环境下的溶液大小。 我们对拟议方法进行了错误分析,指出溶液错误受矩阵条件号与神经网络近似误差的约束。 部分差异方程式、排队问题和波林网络的几处数字例子显示,线性系统的解决办法可以非常准确地学习。

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