Recently, there has been a growing interest in efficient numerical algorithms based on tensor networks and low-rank techniques to approximate high-dimensional functions and the numerical solution to high-dimensional PDEs. In this paper, we propose a new tensor rank reduction method that leverages coordinate flows and can greatly increase the efficiency of high-dimensional tensor approximation algorithms. The idea is very simple: given a multivariate function, determine a coordinate transformation so that the function in the new coordinate system has smaller tensor rank. We restrict our analysis to linear coordinate transformations, which give rise to a new class of functions that we refer to as tensor ridge functions. By leveraging coordinate flows and tensor ridge functions, we develop an optimization method based on Riemannian gradient descent for determining a quasi-optimal linear coordinate transformation for tensor rank reduction. The theoretical results we present for rank reduction via linear coordinate transformations can be generalized to larger classes of nonlinear transformations. We demonstrate the effectiveness of the proposed new tensor rank reduction method on prototype function approximation problems, and in computing the numerical solution of the Liouville equation in dimensions three and five.


翻译:最近,人们越来越关注基于强力网络和低级技术的高效数字算法,以近似高维功能和高维PDE的数值解决方案。在本文中,我们提出了一种新的高压降级方法,以协调流量,并能够大大提高高维抗拉近近效算法的效率。这个想法非常简单:考虑到一个多变量功能,确定协调转换,以便新协调系统中的功能处于较小色调级别。我们的分析仅限于线性协调转换,从而产生一种新的功能类别,我们称之为高压脊函数。通过利用协调流和高压脊函数,我们开发了一种基于里曼梯度梯级的优化方法,用以确定半最佳线性线性协调转换,以降低华氏级。我们提出的通过线性协调变换降级的理论结果可以推广到较大的非线性变级。我们展示了拟议的新的温度降级方法在原型函数近似问题上的有效性,以及在计算Liouville方程式的3和5维度数字解决方案方面的有效性。

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