×

双向联想存储器的热力学。 (英语) Zbl 07686037号

摘要:本文研究了双向联想记忆(BAM)的平衡性质。Kosko于1988年将Hopfield模型推广为二分结构,最简单的结构由两层神经元定义,仅在不同层的单元之间有突触连接:即使每层内没有内部连接,通过神经活动从一层传递到另一层的回响,信息存储和检索仍然是可能的。通过应用统计物理中的严格技术,我们描述了该模型在热力学极限下的随机扩展的计算能力。提供了在有限温度和无噪声状态下复制对称水平的相图的详细图片。对于后者,还进一步研究了临界负载,直至复制对称性破坏的一个步骤。随着控制参数(噪声、负载和两层尺寸之间的不对称性)的调整,对过渡曲线(即分裂机器各种操作模式的临界线)进行了分析和数值检查。特别是,在两层之间存在有限的不对称性的情况下,通过对固定数量的模式进行编码,BAM如何比Hopfield模型更有效地存储信息。与神经动力学的数值模拟进行了比较。最后,通过类比两个相互作用的Hopfield模型,对BAM中的检索机制进行了低负载分析。还讨论了两个耦合的受限Boltmzann机的潜在等价性。

理学硕士:

82至XX 统计力学,物质结构
92至XX 生物学和其他自然科学
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Amit,D.J。;Gutfreund,H。;Sompolinsky,H.,《物理学》。修订稿。,55, 1530 (1985) ·doi:10.1103/PhysRevLett.55.1530
[2] 卡斯蒂略,I.P。;Skantzos,N.和J.Phys。A: 数学。Gen.,37,9087(2004)·Zbl 1066.82042号 ·doi:10.1088/0305-4470/37/39/003
[3] Agliari,E。;阿斯蒂·L。;Barra,A。;布里奥尼,R。;Uguzzoni,G.,J.物理学。A: 数学。理论。,45(2012年)·兹比尔1257.82091 ·doi:10.1088/1751-8113/45/36/365001
[4] 卡斯蒂略,I.P。;Wemmenhove,B。;Hatchett,J.P L。;A.C.库伦。;新南威尔士州斯科特佐斯。;尼古拉托普洛斯,T.,J.Phys。A: 数学。Gen.,37,8789(2004)·Zbl 1059.82034号 ·doi:10.1088/0305-4470/37/37/002
[5] Agliari,E。;Barra,A。;加卢齐,A。;盖拉,F。;Tantari,D。;塔瓦尼·F·物理学。修订稿。,114 (2015) ·doi:10.1103/PhysRevLett.114.028103
[6] Agliari,E。;Barra,A。;Galluzzi,A。;盖拉,F。;Moauro,F.,《物理学》。修订稿。,109 (2012) ·doi:10.1103/PhysRevLett.109.268101
[7] Bollé,D。;Nieuwenhuizen,T.M。;卡斯蒂略,I.P。;Verbeiren,T.和J.Phys。A: 数学。Gen.,36(2003)·Zbl 1047.92002号 ·doi:10.1088/0305-4470/36/41/002
[8] Leuzzi,L.公司。;Patti,A。;Ricci-Tersenghi,F.,J.统计力学。(2022) ·Zbl 07581179号 ·doi:10.1088/1742-5468/ac7e40
[9] Barra,A。;基诺维斯,G。;Sollich,P。;Tantari,D.,物理学。E版,97(2018)·doi:10.1103/PhysRevE.97.022310
[10] Smolensky,P1986动力系统中的信息处理:和谐理论的基础科罗拉多大学博尔德计算机科学系技术报告研究所
[11] 岛崎,K。;Weigt,M.,物理学。E版,100(2019年)·doi:10.1103/PhysRevE.100.032128
[12] Decelle,A。;Furtlehner,C.,中国。物理学。B、 30(2021年)·doi:10.1088/1674-1056/abd160
[13] Hinton,G.E.,神经计算。,14, 1771 (2002) ·Zbl 1010.68111号 ·网址:10.1162/089976602760128018
[14] 辛顿,G.E。;Salakhutdinov,R.R.,《科学》,313504(2006)·Zbl 1226.68083号 ·doi:10.1126/science.1127647
[15] Barra,A。;Bernacchia,A。;桑图奇,E。;Contucci,P.,神经网络。,34, 1-9 (2012) ·Zbl 1258.68112号 ·doi:10.1016/j.neunet.2012.06.003
[16] Leonelli,F.E。;Agliari,E。;阿尔巴尼斯。;Barra,A.,神经网络。,143314(2021)·Zbl 1521.68133号 ·doi:10.1016/j.neunet.2021.06.017
[17] Alemanno,F。;阿奎罗,M。;坎特,I。;Barra,A。;Agliari,E.,Europhys。莱特。,141 (2023) ·doi:10.1209/0295-5075/aca55f
[18] Pozas-Kerstjens,A。;穆尼奥斯·吉尔,G。;皮诺,E。;加西亚·马奇,文学硕士。;阿钦,A。;勒文斯坦,M。;Grzybowski,P.R.,马赫。学习。:科学。技术。,2 (2021) ·doi:10.1088/2632-1253/abe807
[19] Kosko,B.,IEEE传输。系统。人类网络。,18, 49 (1988) ·doi:10.1109/21.87054
[20] Englisch,H。;Mastropetro,V.公司。;蒂罗齐,B.,J.Physique I,5,85(1995)·doi:10.1051/jp1:1995116
[21] Kurchan,J。;Peliti,L。;Saber,M.,J.Physique I,41627(1994)·doi:10.1051/jp1:1994211
[22] 田中,T。;卡基亚,S。;Kabashima,Y.,第2卷,第779-84页(2000年),Citeser
[23] 盖拉,F。;Bovier,A。;邓洛普,F。;van Enter,A。;den Hollander,F。;Dalibard,J.,《数理统计物理学(Les Houches)》,第83卷,第243-71页(2006年),阿姆斯特丹:爱思唯尔出版社
[24] Mézard,M。;帕里西,G。;Virasoro,M.A.,《自旋玻璃理论及其以外:复制方法及其应用简介》(1987年),《世界科学》·兹比尔0992.82500 ·doi:10.1142/0271
[25] 在整个讨论中,我们将始终使用overbar\(####)表示第2层的数量
[26] 方程式()中的平方根是为了便于记谱而选择的
[27] 加洛,I。;Contucci,P.,二部平均场自旋系统。存在与解决,数学。物理学。电子。J.,14,1-21(2008)·Zbl 1143.82304号 ·doi:(网址:http://eudml.org/doc/1291997)
[28] 科莱,F.,J.Stat.Phys。,157, 1301 (2014) ·Zbl 1310.82020年 ·doi:10.1007/s10955-014-1105-9
[29] Agliari,E。;Barra,A。;朗戈,C。;Tantari,D.,J.Stat.Phys。,168, 1085 (2017) ·Zbl 1373.82060号 ·doi:10.1007/s10955-017-1840-9
[30] Barra,A。;基诺维斯,G。;Sollich,P。;Tantari,D.,物理学。E版,96(2017)·doi:10.1103/PhysRevE.96.042156
[31] 卡莫纳,P。;Hu,Y.,Ann.Inst.Henri Poincare B,42,215(2006)·Zbl 1099.82005年 ·doi:10.1016/j.anihpb.2005.04.001
[32] Genovese,G.,J.数学。物理。,53 (2012) ·Zbl 1278.82063号 ·doi:10.1063/1.4768708
[33] Hartnett,G.S。;帕克,E。;Geist,E.,Phys等人。E版,98(2018)·doi:10.1103/PhysRevE.98.022116
[34] Decelle,A。;费索尔,G。;Furtlehner,C.,Europhys出版社。莱特。,119 (2017) ·doi:10.1209/0295-5075/119/60001
[35] Decelle,A。;费索尔,G。;弗特莱纳,C.,J.Stat.Phys。,172, 1576 (2018) ·Zbl 1407.82041号 ·doi:10.1007/s10955-018-2105-y
[36] 巴比尔,J。;Macris,N.,Probab公司。理论关联。菲尔兹,1741133(2019)·Zbl 1478.60253号 ·doi:10.1007/s00440-018-0879-0
[37] 巴比尔,J。;N.Macris,J.Phys。A: 数学。理论。,52(2019)·Zbl 1509.82018年8月 ·doi:10.1088/1751-8121/ab2735
[38] Coolen,A.C C.,递归神经网络的统计力学I.静力学(2000)
[39] de Almeida,J.R L。;Thouless,D.J.和J.Phys。A: 数学。Gen.,11983(1978)·doi:10.1088/0305-4470/11/5/028
[40] Agliari,E。;阿尔巴尼斯。;Barra,A。;Ottaviani,G.和J.Phys。A: 数学。理论。,53 (2020) ·Zbl 1519.82133号 ·doi:10.1088/1751-8121/abaf2c
[41] A.克里斯蒂安。;Amit,D.J。;Gutfreund,H.,Europhys。莱特。,2, 337 (1986) ·doi:10.1209/0295-5075/2/4/012
[42] 阿尔巴尼斯。;Alemanno,F。;Alessandrelli,A。;巴拉,A.,J.Stat.Phys。,189, 24 (2022) ·Zbl 1502.82016年 ·doi:10.1007/s10955-022-02966-8
[43] Steffan,H。;Kühn,R.,Z.Phys。B、 95、249(1994)·doi:10.1007/BF01312198
[44] 注意,临界荷载w.r.t.θ的最佳值不一定与其最大值一致,即\(####\)
[45] Alberici,D。;Barra,A。;Contucci,P。;Mingione,E.,J.Stat.Phys。,180, 665 (2020) ·Zbl 1453.82087号 ·doi:10.1007/s10955-020-02495-2
[46] Alberici,D。;Contucci,P。;Mingione,E.,Ann.Henri Poincaré,222619(2021)·Zbl 1469.82025号 ·doi:10.1007/s00023-021-01027-2
[47] Agliari,E。;Barra,A。;De Antoni,A。;Galluzzi,A.,神经网络。,38, 52 (2013) ·Zbl 1347.68289号 ·doi:10.1016/j.neunet.2012.11.010
[48] Guerra,F.,Fields Inst.Commun.公司。,30161-70(2001年)·doi:10.1090/fic/030
[49] Barra,A。;基诺维斯,G。;盖拉,F。;Tantari,D.,J.统计力学。(2012) ·doi:10.1088/1742-5468/2012/07/P07009
[50] 除非另有规定,否则符号\(####\)表示模式噪声部分的总和,即\(####\)
[51] 巴拉,A.,J.Stat.Phys。,132, 787 (2008) ·Zbl 1157.82044号 ·doi:10.1007/s10955-008-9567-2
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。