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Fast Monte Carlo integration with repulsive processes

Projektbeschreibung

Aufrüstung der Monte-Carlo-Integration

Das Konzept der Monte-Carlo-Experimente – einer breiten Klasse von Berechnungsalgorithmen –, die auf wiederholten Zufallsstichproben für numerische Ergebnisse beruhen, besteht darin, Zufälligkeit zur Lösung von Problemen zu verwenden, die im Prinzip deterministisch sein können. Das EU-finanzierte Projekt BLACKJACK zielt darauf ab, Monte-Carlo-Methoden bereitzustellen, die Rückschlüsse bezüglich teurer Modelle in der Biologie ermöglichen, indem die langsame Konvergenzrate und die Parallelisierung von Monte-Carlo-Methoden direkt angegangen werden. Das Projekt sieht letztendlich vor, die Monte-Carlo-Rate zu senken, um die Abstoßungskraft zwischen den Quadraturknoten einzuführen – ein neuartiges Werkzeug für angewandte Statistiker, Signalprozessoren und maschinell Lernende.

Ziel

Expensive computer simulations have become routine in the experimental sciences. Astrophysicists design complex models of the evolution of galaxies, biologists develop intricate models of cells, ecologists model the dynamics of ecosystems at a world scale. A single evaluation of such complex models takes minutes or hours on today's hardware. On the other hand, fitting these models to data can require millions of serial evaluations. Monte Carlo methods, for example, are ubiquitous in statistical inference for scientific data, but they scale poorly with the number of model evaluations. Meanwhile, the use of parallel computing architectures for Monte Carlo is often limited to running independent copies of the same algorithm. Blackjack will provide Monte Carlo methods that unlock inference for expensive models in biology by directly addressing the slow rate of convergence and the parallelization of Monte Carlo methods.

The key to take down the Monte Carlo rate is to introduce repulsiveness between the quadrature nodes. For instance, we recently proved that determinantal point processes, a prototypal repulsive distribution introduced in physics, improve the Monte Carlo convergence rate, just like electrons lead to low-variance estimation of volumes by efficiently filling a box. Such results lead to open computational and statistical challenges. We propose to solve these challenges, and make repulsive processes a novel tool for applied statisticians, signal processers, and machine learners.

Still with repulsiveness as a hammer, we will design the first parallel Markov chain Monte Carlo algorithms that are qualitatively different from running independent copies of known algorithms, i.e. that explicitly improve the order of convergence of the single-machine algorithm. To this end, we will turn mathematical tools such as repulsive particle systems and non-colliding processes into computationally cheap, communication-efficient Monte Carlo schemes with fast convergence.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

ERC-STG - Starting Grant

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 489 000,00
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 489 000,00

Begünstigte (1)

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