储层计算机普适动力学的路径积分方法
无序系统与神经网络
2023-02-28 v2
摘要
本工作中,我们通过网络结构特别是随机耦合常数的概率分布来刻画储层计算机(RC)。首先,基于路径积分方法,我们阐明了热力学极限下随机网络动力学的普适行为,其仅依赖于网络耦合常数二阶累积量生成函数的渐近行为。该结果使我们能根据网络所选耦合常数的分布函数将随机网络分类为若干普适类。有趣的是,揭示出这种分类与随机耦合矩阵的特征值分布密切相关。我们也评述了我们的理论与 RC 中一些实际随机连接选择的关系。随后,我们研究了若干普适类下 RC 的计算能力与水网络参数的关系。我们进行了若干数值模拟以评估稳态储层态、共同信号诱导同步以及混沌时间序列推断任务中计算能力的相图。结果澄清了这些量之间的密切关系,尤其是相变附近显著的计算性能,其甚至在非混沌转变边界附近也能实现。这些结果可为我们提供关于 RC 设计原理的新视角。
引用
@article{arxiv.2112.01886,
title = {Path integral approach to universal dynamics of reservoir computers},
author = {Junichi Haruna and Riki Toshio and Naoto Nakano},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.01886},
year = {2023}
}
备注
30 pages, 30 figures, 1 table