Local-search methods are widely employed in statistical applications, yet interestingly, their theoretical foundations remain rather underexplored, compared to other classes of estimators such as low-degree polynomials and spectral methods. Of note, among the few existing results recent studies have revealed a significant "local-computational" gap in the context of a well-studied sparse tensor principal component analysis (PCA), where a broad class of local Markov chain methods exhibits a notable underperformance relative to other polynomial-time algorithms. In this work, we propose a series of local-search methods that provably "close" this gap to the best known polynomial-time procedures in multiple regimes of the model, including and going beyond the previously studied regimes in which the broad family of local Markov chain methods underperforms. Our framework includes: (1) standard greedy and randomized greedy algorithms applied to the (regularized) posterior of the model; and (2) novel random-threshold variants, in which the randomized greedy algorithm accepts a proposed transition if and only if the corresponding change in the Hamiltonian exceeds a random Gaussian threshold-rather that if and only if it is positive, as is customary. The introduction of the random thresholds enables a tight mathematical analysis of the randomized greedy algorithm's trajectory by crucially breaking the dependencies between the iterations, and could be of independent interest to the community.


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在统计中,主成分分析(PCA)是一种通过最大化每个维度的方差来将较高维度空间中的数据投影到较低维度空间中的方法。给定二维,三维或更高维空间中的点集合,可以将“最佳拟合”线定义为最小化从点到线的平均平方距离的线。可以从垂直于第一条直线的方向类似地选择下一条最佳拟合线。重复此过程会产生一个正交的基础,其中数据的不同单个维度是不相关的。 这些基向量称为主成分。
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