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

基本信息

  • 批准号:
    2104795
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 17.46万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-06-01 至 2024-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Given a large collection of mathematical objects, how can you find a "typical" element efficiently? The problem of randomly sampling from a large, complex set arises across many areas including polling, estimating statistics of physical systems, and randomized algorithms; studying randomly selected elements can provide insights about likely properties and behaviors. For example, random samples of political districting plans have been used to build baselines for comparison and detect racial and partisan gerrymandering. However, the problem of efficiently finding random elements in complex settings is often a difficult one, and it can be hard to make rigorous guarantees about the processes involved. More mathematical analysis is needed so that there can be confidence in the conclusions producedOne way to generate random samples is to use a Markov chain: iteratively make random local changes and mathematically bound the mixing time, the number of iterations until the configuration obtained is sufficiently random. Mathematical insight is needed to rigorously understand these Markov chains and their sampling behavior. Another approach is to generate random samples via self-reducibility using approximate counting algorithms. While many approximate counting algorithms come from Markov chains themselves, other approaches include decay of correlations, interpolation, and most recently, the cluster expansion. This project focuses on the following important problems for random sampling on graphs, involving exciting theoretical questions with an eye toward relevant applications: (1) Approximate counting and sampling for spin systems using the cluster expansion; (2) Rigorously analyzing Markov chains used for sampling political-districting plans and other problems with similar structure. This project is strengthening the interdisciplinary connections between the theory of random sampling and other disciplines like statistical physics and political science. The investigator is also working to make this research area more accessible to undergraduate students, through continued mentoring, writing and distributing an undergraduate-level introduction to the theory of Markov chains, and creating and teaching a new elective class related to these topics.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.
给定一个大量的数学对象,如何有效地找到一个“典型”元素?从大型复杂集合中随机抽样的问题出现在许多领域,包括轮询,估计物理系统的统计数据和随机算法;研究随机选择的元素可以提供有关可能的属性和行为的见解。例如,政治选区划分计划的随机样本被用来建立比较基线,并检测种族和党派的不公正划分。然而,在复杂的环境中有效地找到随机元素的问题往往是一个困难的问题,并且很难对所涉及的过程做出严格的保证。产生随机样本的一种方法是使用马尔可夫链:迭代地进行随机局部变化,并在数学上限制混合时间,迭代次数,直到获得的配置足够随机。需要数学上的洞察力来严格理解这些马尔可夫链及其采样行为。另一种方法是使用近似计数算法通过自约简生成随机样本。虽然许多近似计数算法来自马尔可夫链本身,但其他方法包括相关性衰减,插值和最近的聚类扩展。本研究课题主要研究图的随机抽样中的以下重要问题,涉及到令人兴奋的理论问题,并着眼于相关的应用:(1)使用簇展开的自旋系统的近似计数和抽样;(2)严格分析用于政治分区计划抽样的马尔可夫链和其他具有类似结构的问题。该项目正在加强随机抽样理论与统计物理学和政治学等其他学科之间的跨学科联系。调查员还致力于使这一研究领域更容易接触到本科生,通过继续指导,写作和分发本科水平的介绍马尔可夫链理论,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进行评估,被认为值得支持的搜索.

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Irreducibility of Recombination Markov Chains in the Triangular Lattice
三角格子中重组马尔可夫链的不可约性
Fast and perfect sampling of subgraphs and polymer systems
  • DOI:
    10.1145/3632294
  • 发表时间:
    2022-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Antonio Blanca;Sarah Cannon;Will Perkins
  • 通讯作者:
    Antonio Blanca;Sarah Cannon;Will Perkins
{{ 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 }}

Sarah Cannon其他文献

The Spectral Presheaf of an Orthomodular Lattice Some steps towards generalized Stone duality
正交模格子的谱预束 迈向广义斯通对偶性的一些步骤
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sarah Cannon
  • 通讯作者:
    Sarah Cannon
Embeddedness for singly periodic Scherk surfaces with higher dihedral symmetry
具有更高二面对称性的单周期 Scherk 曲面的嵌入性
  • DOI:
    10.2140/involve.2013.6.383
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Valmir Bucaj;Sarah Cannon;M. Dorff;J. Lawson;Ryan Viertel
  • 通讯作者:
    Ryan Viertel
Conflict-Free Graph Orientations with Parity Constraints
具有奇偶校验约束的无冲突图方向
  • DOI:
    10.1007/978-3-642-30347-0_9
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sarah Cannon;M. Ishaque;Csaba D. Tóth
  • 通讯作者:
    Csaba D. Tóth
Sampling Balanced Forests of Grids in Polynomial Time
在多项式时间内对网格的平衡森林进行采样
Spanning tree methods for sampling graph partitions
用于对图分区进行采样的生成树方法
  • DOI:
    10.48550/arxiv.2210.01401
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sarah Cannon;M. Duchin;Dana Randall;Parker Rule
  • 通讯作者:
    Parker Rule

Sarah Cannon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('Sarah Cannon', 18)}}的其他基金

PostDoctoral Research Fellowship
博士后研究奖学金
  • 批准号:
    1803325
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 17.46万
  • 项目类别:
    Fellowship Award

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

CRII: AF: RUI: New Frontiers in Fundamental Error-Correcting Codes
CRII:AF:RUI:基本纠错码的新领域
  • 批准号:
    2347371
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRII: AF: RUI: Algorithmic Fairness for Computational Social Choice Models
CRII:AF:RUI:计算社会选择模型的算法公平性
  • 批准号:
    2348275
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 17.46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: RUI: Toward High-Performance Block Krylov Subspace Algorithms for Solving Large-Scale Linear Systems
AF:小:RUI:用于求解大规模线性系统的高性能块 Krylov 子空间算法
  • 批准号:
    2327619
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 17.46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: AF: Small: RUI: Data Science from Economic Foundations
合作研究:AF:小型:RUI:来自经济基础的数据科学
  • 批准号:
    2218814
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 17.46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRII: AF: RUI: Breaking Ground on Circulant TSP
CRII:AF:RUI:循环 TSP 破土动工
  • 批准号:
    2153331
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 17.46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: AF: Small: RUI: Data Science from Economic Foundations
合作研究:AF:小型:RUI:来自经济基础的数据科学
  • 批准号:
    2218813
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 17.46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRII: AF: RUI: New Approaches for Space-Efficient Similarity Search
CRII:AF:RUI:节省空间的相似性搜索的新方法
  • 批准号:
    2103813
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 17.46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRII: AF: RUI: Engineering and Experiments with Geometric Spanner Construction Algorithms for Massive Point Sets
CRII:AF:RUI:大规模点集的几何扳手构造算法的工程和实验
  • 批准号:
    1947887
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 17.46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRII: AF: RUI: Verifiable Computation Outsourcing: A Non-Cooperative Approach
CRII:AF:RUI:可验证计算外包:一种非合作方法
  • 批准号:
    1947789
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 17.46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: RUI: Towards Resolving the Dynamic Optimality Conjecture.
AF:小:RUI:解决动态最优猜想。
  • 批准号:
    1910873
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 17.46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了