新時代の MCMC を迎えるために
連続時間アルゴリズムへの進化
2024-05-24
PDMP (Piecewise Deterministic Markov Process) とはマルコフ連鎖,拡散過程に続いて,近年活発にモンテカルロ法に利用されつつある連続時間マルコフ過程のクラスである.より速く収束するサンプラーが構成しやすいこと,モンテカルロ推定量にバイアスを導入しないようなサブサンプリング(バッチ実行)が可能であることから,近年特に統計・機械学習の分野でも注目が高まっている.
MCMC に Metropolis 法,Langevin 法,Hamiltonian Monte Carlo 法など複数の手法があるように PDMP にも複数の手法が提案されているが,その性能比較は進んでいない. 本ポスターでは特に Bouncy Particle Sampler と Forward Event-Chain Monte Carlo という2つの有力な手法を取り上げ, 高次元極限において後者の方が常に勝るという結果を,等方的な Gauss ターゲットについて証明する. また PDMP の特有の性質を利用した収束診断法も提案する. この方法は MCMC にも適用可能な従来法と比べて,次元の数に比例して平均自乗誤差が下がっていくという特徴を持つ.