CRII: AF: Markov Chain Monte Carlo Algorithms for Spin Systems
CRII:AF:旋转系统的马尔可夫链蒙特卡罗算法
基本信息
- 批准号:1850443
- 负责人:
- 金额:$ 17.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-07-01 至 2021-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Generating samples from probability distributions is a fundamental computational task in science, engineering, and technology. Efficient and unbiased sampling algorithms have a significant impact in a variety of fields, notably including statistics, biology, physics, and computer science. The Markov chain Monte Carlo (MCMC) method provides a powerful class of sampling algorithms used by an active community of researchers in diverse applications, typically relying on heuristics for their design and analysis. This project focuses on the theoretical study of MCMC algorithms, aiming to increase their reliability and to reduce computational costs in practice. Two application areas will be most relevant: statistical physics and machine learning. Most of the work will be carried out in close collaboration with graduate students; the training provided will be conducive to their development as researchers. The PI will consider the problem of sampling from Gibbs (or Boltzmann) distributions in the context of spin systems, a general framework for modeling interacting systems of simple elements. In this context, the PI intends to rigorously analyze the efficiency of popular MCMC algorithms. Two specific foci will be the Alternating Scan dynamics for bipartite systems and the Swendsen-Wang algorithm for the classical Ising/Potts model from statistical physics. The former is actively used to train Restricted Boltzmann Machines and build sophisticated deep learning architectures, while the latter is a standard method for sampling from the Ising/Potts distribution. The PI will also study the interplay between the efficiency of MCMC algorithms and the phase transitions of the underlying probabilistic model. Additional computational implications of these phase transitions will be explored in the context of structure learning, a closely related supervised learning problem. As such, the connections between theoretical computer science, statistical physics, and machine learning will play a central role in this project.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
从概率分布生成样本是科学、工程和技术中的一项基本计算任务。高效且公正的采样算法在各个领域都具有重大影响,特别是统计、生物学、物理学和计算机科学。马尔可夫链蒙特卡罗 (MCMC) 方法提供了一类强大的采样算法,供活跃的研究人员社区在不同的应用中使用,通常依靠启发式方法进行设计和分析。 该项目侧重于 MCMC 算法的理论研究,旨在提高其可靠性并降低实践中的计算成本。两个最相关的应用领域:统计物理学和机器学习。大部分工作将与研究生密切合作进行;所提供的培训将有利于他们作为研究人员的发展。 PI 将考虑自旋系统中吉布斯(或玻尔兹曼)分布的采样问题,自旋系统是对简单元素交互系统进行建模的通用框架。在此背景下,PI打算严格分析流行的MCMC算法的效率。两个具体的焦点是二分系统的交替扫描动力学和统计物理学中经典 Ising/Potts 模型的 Swendsen-Wang 算法。前者被积极用于训练受限玻尔兹曼机并构建复杂的深度学习架构,而后者是从 Ising/Potts 分布中采样的标准方法。 PI 还将研究 MCMC 算法的效率与底层概率模型的相变之间的相互作用。 这些相变的其他计算含义将在结构学习(一个密切相关的监督学习问题)的背景下进行探索。因此,理论计算机科学、统计物理学和机器学习之间的联系将在该项目中发挥核心作用。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hardness of Identity Testing for Restricted Boltzmann Machines and Potts models
受限玻尔兹曼机和 Potts 模型的身份测试硬度
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:6
- 作者:Blanca, A;Chen, Z;Štefankovič, D;Vigoda, E.
- 通讯作者:Vigoda, E.
Random-Cluster Dynamics on Random Regular Graphs in Tree Uniqueness
树唯一性中随机正则图的随机簇动力学
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:2.4
- 作者:Blanca, A;Gheissari, R.
- 通讯作者:Gheissari, R.
Entropy decay in the Swendsen–Wang dynamics on Zd
Zd 上的 Swendsen-Wang 动力学中的熵衰减
- DOI:10.1214/21-aap1702
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Blanca, Antonio;Caputo, Pietro;Parisi, Daniel;Sinclair, Alistair;Vigoda, Eric
- 通讯作者:Vigoda, Eric
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Antonio Blanca Pimentel其他文献
Antonio Blanca Pimentel的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Antonio Blanca Pimentel', 18)}}的其他基金
CAREER: Sampling, learning and testing spin systems
职业:采样、学习和测试旋转系统
- 批准号:
2143762 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 17.5万 - 项目类别:
Continuing Grant
相似国自然基金
基于前瞻性队列的双酚AF联合果糖加重代谢损伤的靶向代谢组学研究
- 批准号:2025JJ30049
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
U2AF2-circMMP1信号轴促进结直肠癌进展的分子机制研究
- 批准号:2025JJ80723
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
U2AF2精氯酸甲基化调控RNA转录合成在MTAP缺失骨肉瘤T细胞耗竭中的机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
BDA-366通过MYD88/NF-κB/PGC1β通路杀伤 KMT2A/AF9 AML细胞的机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:15.0 万元
- 项目类别:省市级项目
Lu AF21934减少缺血性脑卒中导致的神经损伤的机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
H2S介导剪接因子BraU2AF65a的S-巯基化修饰促进大白菜开花的分子机制
- 批准号:32372727
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
AF9通过ARRB2-MRGPRB2介导肠固有肥大细胞活化促进重症急性胰腺炎发生MOF的研究
- 批准号:82300739
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
剪接因子U2AF1突变在急性髓系白血病原发耐药中的机制研究
- 批准号:82370157
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
线粒体活性氧介导的胎盘早衰在孕期双酚AF暴露致婴幼儿神经发育迟缓中的作用
- 批准号:82304160
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
U2AF2-circMMP1调控能量代谢促进结直肠癌肝转移的分子机制
- 批准号:82303789
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
AF: Small: Markov Chains and Mass Action Kinetics
AF:小:马尔可夫链和质量作用动力学
- 批准号:
2231095 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 17.5万 - 项目类别:
Standard Grant
CRII: AF: RUI: Markov Chains and Random Sampling on Graphs
CRII:AF:RUI:马尔可夫链和图上的随机采样
- 批准号:
2104795 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 17.5万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: AF: Medium: Markov Chain Algorithms for Problems from Computer Science, Statistical Physics and Self-Organizing Particle Systems
合作研究:AF:中:计算机科学、统计物理和自组织粒子系统问题的马尔可夫链算法
- 批准号:
2106917 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 17.5万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: AF: Medium: Markov Chain Algorithms for Problems from Computer Science, Statistical Physics and Self-Organizing Particle Systems
合作研究:AF:中:计算机科学、统计物理和自组织粒子系统问题的马尔可夫链算法
- 批准号:
2106687 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 17.5万 - 项目类别:
Continuing Grant
CIF: AF: Small: A Perturbed Markov Chains Approach to Studying Centrality, Mixing and Reinforcement Learning
CIF:AF:小:研究中心性、混合和强化学习的扰动马尔可夫链方法
- 批准号:
2008130 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 17.5万 - 项目类别:
Standard Grant
AF: Small: Approximate Counting, Markov Chains and Phase Transitions
AF:小:近似计数、马尔可夫链和相变
- 批准号:
1617306 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 17.5万 - 项目类别:
Standard Grant
AF: EAGER: Phase Transitions in Markov Chain Mixing Times
AF:EAGER:马尔可夫链混合时间中的相变
- 批准号:
1555579 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 17.5万 - 项目类别:
Standard Grant
AF: Small: Markov Chain Algorithms for Problems from Computer Science and Statistical Physics
AF:小:计算机科学和统计物理问题的马尔可夫链算法
- 批准号:
1526900 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 17.5万 - 项目类别:
Standard Grant
AF: Markov Chain Algorithms for Problems from Computer Science, Statistical Physics and Economics
AF:计算机科学、统计物理和经济学问题的马尔可夫链算法
- 批准号:
1219020 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 17.5万 - 项目类别:
Standard Grant
AF: Small: Collaborative Research: The Physics of Markov Chains: Closing the Gap Between Theory and Practice
AF:小:协作研究:马尔可夫链物理学:缩小理论与实践之间的差距
- 批准号:
1219117 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 17.5万 - 项目类别:
Standard Grant














{{item.name}}会员




