• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

哈奇++:最优随机轨迹估计

Hutch++: Optimal Stochastic Trace Estimation.

作者信息

Meyer Raphael A, Musco Cameron, Musco Christopher, Woodruff David P

机构信息

New York University.

UMass Amherst.

出版信息

Proc SIAM Symp Simplicity Algorithms. 2021 Jan;2021:142-155. doi: 10.1137/1.9781611976496.16.

DOI:10.1137/1.9781611976496.16
PMID:34723248
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8553228/
Abstract

We study the problem of estimating the trace of a matrix that can only be accessed through matrix-vector multiplication. We introduce a new randomized algorithm, Hutch++, which computes a (1 ± ) approximation to tr( ) for any positive semidefinite (PSD) using just (1) matrix-vector products. This improves on the ubiquitous , which requires (1 ) matrix-vector products. Our approach is based on a simple technique for reducing the variance of Hutchinson's estimator using a low-rank approximation step, and is easy to implement and analyze. Moreover, we prove that, up to a logarithmic factor, the complexity of Hutch++ is optimal amongst all matrix-vector query algorithms, even when queries can be chosen adaptively. We show that it significantly outperforms Hutchinson's method in experiments. While our theory requires to be positive semidefinite, empirical gains extend to applications involving non-PSD matrices, such as triangle estimation in networks.

摘要

我们研究了只能通过矩阵向量乘法访问的矩阵迹估计问题。我们引入了一种新的随机算法Hutch++,对于任何正定(PSD)矩阵,它仅使用(1)次矩阵向量乘积就能计算出tr( )的(1 ± )近似值。这改进了普遍使用的算法,后者需要(1 )次矩阵向量乘积。我们的方法基于一种简单的技术,即使用低秩近似步骤来降低哈钦森估计器的方差,并且易于实现和分析。此外,我们证明,即使查询可以自适应选择,在所有矩阵向量查询算法中,Hutch++的复杂度在对数因子范围内是最优的。我们表明,在实验中它明显优于哈钦森方法。虽然我们的理论要求矩阵为正定,但经验上的优势扩展到了涉及非正定矩阵的应用中,例如网络中的三角形估计。

相似文献

1
Hutch++: Optimal Stochastic Trace Estimation.哈奇++:最优随机轨迹估计
Proc SIAM Symp Simplicity Algorithms. 2021 Jan;2021:142-155. doi: 10.1137/1.9781611976496.16.
2
Convergence Analysis of the Stochastic Resolution of Identity: Comparing Hutchinson to Hutch++ for the Second-Order Green's Function.单位分解随机方法的收敛性分析:二阶格林函数中哈钦森方法与哈钦森++方法的比较
J Chem Theory Comput. 2024 Sep 10;20(17):7494-7502. doi: 10.1021/acs.jctc.4c00862. Epub 2024 Aug 27.
3
An Efficient and Fast Quantum State Estimator With Sparse Disturbance.
IEEE Trans Cybern. 2019 Jul;49(7):2546-2555. doi: 10.1109/TCYB.2018.2828498. Epub 2018 May 4.
4
Non-Melanoma-Associated Dyschromia of the Proximal Nail Fold.近端甲褶非黑色素瘤相关色素沉着异常
Cureus. 2016 Dec 9;8(12):e922. doi: 10.7759/cureus.922.
5
Estimation of positive semidefinite correlation matrices by using convex quadratic semidefinite programming.使用凸二次半定规划估计半正定相关矩阵
Neural Comput. 2009 Jul;21(7):2028-48. doi: 10.1162/neco.2009.04-08-765.
6
A case of nodular subungual melanoma without Hutchinson's nail sign.一例无哈钦森甲征的结节性甲下黑色素瘤病例。
Australas J Dermatol. 2017 Aug;58(3):e141-e143. doi: 10.1111/ajd.12553. Epub 2016 Oct 12.
7
Autonomous Toy Drone via Coresets for Pose Estimation.自主玩具无人机通过核心集进行姿态估计。
Sensors (Basel). 2020 May 27;20(11):3042. doi: 10.3390/s20113042.
8
Hutchinson's sign as a marker of ocular involvement in HIV-positive patients with herpes zoster ophthalmicus.Hutchinson 征作为 HIV 阳性带状疱疹性眼病患者眼部受累的标志物。
S Afr Med J. 2010 Mar 8;100(3):172-4. doi: 10.7196/samj.3191.
9
Hutchinson's sign: a reappraisal.哈钦森征:重新评估
J Am Acad Dermatol. 1996 Jan;34(1):87-90. doi: 10.1016/s0190-9622(96)90839-7.
10
Stochastic Lanczos estimation of genomic variance components for linear mixed-effects models.基于随机 Lanczos 估计的线性混合效应模型的基因组方差分量估计。
BMC Bioinformatics. 2019 Jul 30;20(1):411. doi: 10.1186/s12859-019-2978-z.

引用本文的文献

1
randPedPCA: rapid approximation of principal components from large pedigrees.randPedPCA:从大型家系中快速近似主成分
Genet Sel Evol. 2025 Aug 28;57(1):46. doi: 10.1186/s12711-025-00994-y.
2
: a JAX-based framework for stochastic trace estimation.:一个基于JAX的随机轨迹估计框架。
bioRxiv. 2025 Jul 20:2025.07.14.662216. doi: 10.1101/2025.07.14.662216.

本文引用的文献

1
Optimal Estimation and Rank Detection for Sparse Spiked Covariance Matrices.稀疏尖峰协方差矩阵的最优估计与秩检测
Probab Theory Relat Fields. 2015 Apr 1;161(3-4):781-815. doi: 10.1007/s00440-014-0562-z.
2
Communicability in complex networks.复杂网络中的传染性
Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2008 Mar;77(3 Pt 2):036111. doi: 10.1103/PhysRevE.77.036111. Epub 2008 Mar 11.