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Distributed Random Reshuffling Methods With Improved Convergence

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PRE
AI
K
Kun Huang
L
Linli Zhou
S
Shi Pu
DOI:10.1109/TAC.2025.3552743delete
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摘要

摘要

En 中文
本文提出两种分布式随机重排(RR)方法,即带RR的梯度追踪(GT-RR)和带RR的精确扩散(ED-RR),用于解决在连通网络上的分布式优化问题,其中一组智能体旨在最小化其局部代价函数的平均值。两种算法均调用RR更新以针对每个智能体进行更新,继承了RR在最小化光滑非凸目标函数方面的有利特性,并在理论和经验上改进了之前的分布式RR方法。具体而言,GT-RR和ED-RR在驱动(最小)梯度预期平方范数趋于零方面均实现了$\mathcal {O}(1/[(1-\lambda)^{1/3}m^{1/3}T^{2/3}])$的收敛速率,其中$T$表示轮次数,$m$是每个智能体的样本量,$(1-\lambda)$代表混合矩阵的谱间隙。当目标函数进一步满足Polyak–Łojasiewicz条件时,我们证明了GT-RR和ED-RR在智能体函数值与全局最小值之间的平均预期差方面均实现了$\mathcal {O}(1/[(1-\lambda)mT^{2}])$的收敛速率。值得注意的是,这两项结果与集中式RR方法的收敛速率相当(在取决于网络拓扑的常数因子范围内),并优于之前的分布式RR算法。
Keyword:
Distributed optimization
nonconvex optimization
stochastic optimization

期刊

IEEE Transactions on Automatic Control 封面图
IEEE Transactions on Automatic Control
IF:
7
论文数:
1.3W
被引数:
6.7W

机构

T
The Chinese University of Hong Kong
学者数:
3.8K
论文数: 1.9K
被引数: 3
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