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Distributional sensitivity analysis: Enabling differentiability in sample-based inference

delete2026-08-18
delete0
PRE
AI
P
Pi-Yueh Chuang *
A
Ahmed Attia
E
Emil M. Constantinescu
DOI:10.1016/j.cpc.2026.110363delete
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摘要

摘要

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本研究介绍了一种用于估计任意维度下随机样本的空间-参数灵敏度的数学框架。这种灵敏度有效表现为随机样本相对于分布参数的梯度,在核物理中基于样本的反演问题(如推断量子关联函数)中至关重要。我们提出了两种灵敏度与梯度估计的解析公式:第一种将灵敏度解释为1-D条件分布逆映射的偏导数;第二种适用于容忍不精确梯度的优化方法,采用对角近似以在最小损失准确度的前提下降低计算成本。当无法获得解析形式时,提供了四种二阶数值算法来近似两种表达式。验证与确认研究证实了这些算法的正确性以及所提公式的有效性。核物理应用表明,该框架能够实现量子关联函数的不确定性量化与参数推断。与现有方法不同,本方法无需模型拟合或了解采样算法及高维积分知识,适用于黑箱或基于仿真的采样器。此外,它使任意采样子程序具备可微性,便于集成到深度学习与自动微分框架中。文中提供了算法细节与开源实现,以确保可重复性并促进进一步发展。

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Computer Physics Communications
IF:
3.4
论文数:
1.2W
被引数:
3.7W

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