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Enregistrement W2971476396 · doi:10.1109/focs.2019.00055

Towards a Theory of Non-Commutative Optimization: Geodesic 1st and 2nd Order Methods for Moment Maps and Polytopes

2019· preprint· en· W2971476396 sur OpenAlexaff
Peter Bürgisser, Cole Franks, Ankit Garg, Rafael Oliveira, Michael Walter, Avi Wigderson

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueAdvanced Optimization Algorithms Research
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésGeodesicPolytopeMoment (physics)Commutative propertyOrder (exchange)MathematicsAlgebra over a fieldComputer sciencePure mathematicsCombinatoricsMathematical analysisPhysicsClassical mechanicsBusiness

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

This paper initiates a systematic development of a theory of non-commutative optimization, a setting which greatly extends ordinary (Euclidean) convex optimization. It aims to unify and generalize a growing body of work from the past few years which developed and analyzed algorithms for natural geodesically convex optimization problems on Riemannian manifolds that arise from the symmetries of non-commutative groups. More specifically, these are algorithms to minimize the moment map (a noncommutative notion of the usual gradient), and to test membership in moment polytopes (a vast class of polytopes, typically of exponential vertex and facet complexity, which quite magically arise from this apriori non-convex, non-linear setting). The importance of understanding this very general setting of geodesic optimization, as these works unveiled and powerfully demonstrate, is that it captures a diverse set of problems, many non-convex, in different areas of CS, math, and physics. Several of them were solved efficiently for the first time using noncommutative methods; the corresponding algorithms also lead to solutions of purely structural problems and to many new connections between disparate fields. In the spirit of standard convex optimization, we develop two general methods in the geodesic setting, a first order and a second order method, which respectively receive first and second order information on the “derivatives” of the function to be optimized. These in particular subsume all past results. The main technical work, again unifying and extending much of the previous work, goes into identifying the key parameters of the underlying group actions which control convergence to the optimum in each of these methods. These non-commutative analogues of “smoothness” in the commutative case are far more complex, and require significant algebraic and analytic machinery (much existing and some newly developed here). Despite this complexity, the way in which these parameters control convergence in both methods is quite simple and elegant. We also bound these parameters in several general cases. Our work points to intriguing open problems and suggests further research directions. We believe that extending this theory, namely understanding geodesic optimization better, is both mathematically and computationally fascinating; it provides a great meeting place for ideas and techniques from several very different research areas, and promises better algorithms for existing and yet unforeseen applications.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,007
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: Théorique ou conceptuel
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,018

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,007
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0010,005
Communication savante0,0030,005
Science ouverte0,0020,003
Intégrité de la recherche0,0020,005
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,079
Tête enseignante GPT0,448
Écart entre enseignants0,369 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations64
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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