We introduce a framework for obtaining tight mixing times for Markov chains based on what we call restricted modified log-Sobolev inequalities. Modified log-Sobolev inequalities (MLSI) quantify the rate of relative entropy contraction for the Markov operator, and are notoriously difficult to establish. However, infinitesimally close to stationarity, entropy contraction becomes equivalent to variance contraction, a.k.a. a Poincare inequality, which is significantly easier to establish through, e.g., spectral analysis. Motivated by this observation, we study restricted modified log-Sobolev inequalities that guarantee entropy contraction not for all starting distributions, but for those in a large neighborhood of the stationary distribution. We show how to sample from the hardcore and Ising models on $n$-node graphs that have a constant $\delta$ relative gap to the tree-uniqueness threshold, in nearly-linear time $\widetilde O_{\delta}(n)$. Notably, our bound does not depend on the maximum degree $\Delta$, and is therefore optimal even for high-degree graphs. This improves on prior mixing time bounds of $\widetilde O_{\delta, \Delta}(n)$ and $\widetilde O_{\delta}(n^2)$, established via (non-restricted) modified log-Sobolev and Poincare inequalities respectively. We further show that optimal concentration inequalities can still be achieved from the restricted form of modified log-Sobolev inequalities. To establish restricted entropy contraction, we extend the entropic independence framework of Anari, Jain, Koehler, Pham, and Vuong to the setting of distributions that are spectrally independent under a restricted set of external fields. We also develop an orthogonal trick that might be of independent interest: utilizing Bernoulli factories we show how to implement Glauber dynamics updates on high-degree graphs in $O(1)$ time, assuming standard adjacency array representation of the graph.


翻译:我们引入了一个基于我们称之为限制修改的对数-对数不平等的马可夫链获取紧密混合时间的框架。 修改的对数- Sobolev 不平等( MLSI) 将Markov 操作员相对的增缩速度量化, 并且非常难以建立。 然而, 极接近于固定状态, 增缩相当于差异收缩, a.k.a. 。 诗意不平等, 通过( 例如) 光谱分析来建立。 受此观察的驱动, 我们研究限制的对数- Sobolev 不平等, 保证不是所有启动的分布, 而是在固定分布的较大区域 。 然而, 我们展示如何从硬核和Ising模型样本 $- node 图形中保持恒定的 $dela 相对差距, 在几乎线性时间 $loopilde Ocrealtile 时间( n) 。 我们的约束并不取决于最大值 $( Delta) 的递增缩缩缩缩缩, 因此, Ordeal- dealal limaildalalalalalalal drealmograde, rodude rodude.

0
下载
关闭预览

相关内容

【Google-Marco Cuturi】最优传输,339页ppt,Optimal Transport
专知会员服务
47+阅读 · 2021年10月26日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
迁移学习简明教程,11页ppt
专知会员服务
107+阅读 · 2020年8月4日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
110+阅读 · 2020年5月15日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
已删除
将门创投
8+阅读 · 2019年1月30日
spinningup.openai 强化学习资源完整
CreateAMind
6+阅读 · 2018年12月17日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
暗通沟渠:Multi-lingual Attention
我爱读PAMI
7+阅读 · 2018年2月24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
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月4日
A Modern Introduction to Online Learning
Arxiv
20+阅读 · 2019年12月31日
Arxiv
3+阅读 · 2018年10月18日
Arxiv
3+阅读 · 2017年12月1日
VIP会员
相关VIP内容
【Google-Marco Cuturi】最优传输,339页ppt,Optimal Transport
专知会员服务
47+阅读 · 2021年10月26日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
迁移学习简明教程,11页ppt
专知会员服务
107+阅读 · 2020年8月4日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
110+阅读 · 2020年5月15日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19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
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
已删除
将门创投
8+阅读 · 2019年1月30日
spinningup.openai 强化学习资源完整
CreateAMind
6+阅读 · 2018年12月17日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
暗通沟渠:Multi-lingual Attention
我爱读PAMI
7+阅读 · 2018年2月24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
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员