We study the maximum-average submatrix problem, in which given an $N \times N$ matrix $J$ one needs to find the $k \times k$ submatrix with the largest average of entries. We study the problem for random matrices $J$ whose entries are i.i.d. random variables by mapping it to a variant of the Sherrington-Kirkpatrick spin-glass model at fixed magnetization. We characterize analytically the phase diagram of the model as a function of the submatrix average and the size of the submatrix $k$ in the limit $N\to\infty$. We consider submatrices of size $k = m N$ with $0 < m < 1$. We find a rich phase diagram, including dynamical, static one-step replica symmetry breaking and full-step replica symmetry breaking. In the limit of $m \to 0$, we find a simpler phase diagram featuring a frozen 1-RSB phase, where the Gibbs measure is composed of exponentially many pure states each with zero entropy.
翻译:我们研究的是最大平均亚基质问题,其中给出一个以美元为单位的 美元= 美元= 美元= 美元= 美元= 美元= 美元= 美元 < 1美元。我们研究的是随机基质问题,其条目为一.d. 随机变量,将它映射为固定磁化的 Sherrington-Kirkpatrick 旋玻璃模型的变体。我们用分析方式将模型的阶段图描述为子基质平均值的函数和限制值为 $\ t\ 美元= 美元= 美元中的子基质 美元。我们考虑的是大小为 美元= 美元= 美元= 美元= 美元= 美元= 美元= 美元= 1美元。我们发现一个丰富的阶段图,包括动态的、静态的一步式重复对称断裂和全步复制对称断裂。在 $m\ 至 0 的限度内,我们发现一个简单的阶段图,显示一个冻结的 1- RSB 阶段图,其中GIFS 测量尺度由多个指数纯状态组成,每个零 。</s>