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📐 优化/理论

🧪 ICML2026 · 64 篇论文解读

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🔥 高频主题: 联邦学习 ×3 · 对抗鲁棒 ×2 · Agent ×2 · LLM ×2 · 压缩/编码 ×2

A General Framework for Dynamic Consistent Submodular Maximization

这篇论文给出了 fully dynamic 子模最大化的一般一致性框架,在允许插入和删除的流式环境中,首次为 cardinality 与 matroid 约束同时实现常数近似和次线性级别的 worst-case 每步解变动。

Accelerated Multiple Wasserstein Gradient Flows for Multi-objective Distributional Optimization

这篇论文把 Multiple Wasserstein Gradient Descent 推广为连续时间梯度流,并引入 Nesterov 风格的动量加速,得到 A-MWGraD,在理论上把 geodesically convex 场景的收敛率从 \(O(1/t)\) 提升到 \(O(1/t^2)\),实验上也让多目标采样和贝叶斯多任务学习更快收敛。

Adaptive Estimation and Inference in Semi-parametric Heterogeneous Clustered Multitask Learning via Neyman Orthogonality

本文桥接双重机器学习与聚类多任务学习,提出自适应框架结合 Neyman 正交性与数据驱动的配对融合罚项,在异质(可能无限维)噪声的半参数设置中精确恢复任务潜在聚类、以汇总率达到预言水平,并建立渐近正态性,实现有效统计推断。

Adaptive Preconditioners Trigger Loss Spikes in Adam

这篇论文把 Adam 训练中的 loss spike 归因于二阶矩预条件器与当前梯度平方的滞后解耦,并用预条件 Hessian 的梯度方向曲率解释和预测 spike 的发生。

Adaptive Sharpness-Aware Minimization with a Polyak-type Step size: A Theory-Grounded Scheduler

这篇论文把 Polyak step size 推广到 USAM/SAM,给出不依赖手工学习率调参的 sharpness-aware scheduler,并在凸优化理论和 CIFAR 实验中验证其稳定性与性能。

Asymmetric Perturbation in Solving Bilinear Saddle-Point Optimization

这篇论文证明只扰动双线性零和博弈中一方的 payoff,就能在足够小扰动下保持原始均衡不变,并据此构造 AsymP-GDA,在理论上获得线性 last-iterate 收敛,在普通型和扩展型博弈实验中比对称扰动更快、更准地逼近原始均衡。

Automatic Unsupervised Ensemble Outlier Model Selection–Extended Version

提出 MetaEns 框架,通过元学习预测候选检测器的边际集成增益,结合多样性折扣和算法族风险正则化的代理目标函数,在无标签条件下自适应地贪心构建紧凑高质量的异常检测集成模型。

Balanced LoRA: Removing Parameter Invariance to Accelerate Convergence

本文揭示了 LoRA 的过参数化导致不同低秩因子对 \((A,B)\) 具有不同条件数,证明了平衡最小值点\(A^\top A = BB^\top\))具有最优条件数,并据此提出 BaLoRA——在每步优化后将适配器投影到平衡流形上,以几乎零开销加速收敛并提升微调性能。

Balancing Learning Rates Across Layers: Exact Two-Step Dynamics and Optimal Scaling in Linear Neural Networks

本文在两层和三层线性神经网络中推导出梯度下降一步和两步后测试损失的精确闭式表达式,揭示了一个相变现象:第一步更新时非对称学习率最优,而第二步后对称(平衡)学习率变为局部最优,为逐层学习率调度提供了理论基础。

Bayesian Gated Non-Negative Contrastive Learning

针对非负对比学习(NCL)中共享背景特征导致的优化冲突(梯度振荡),提出 BayesNCL,通过贝叶斯门控头为每个特征维度学习 Bernoulli 分布来动态过滤高频公共特征,在 ImageNet-100 上语义一致性提升 142.1% 且不牺牲下游准确率。

Bregman meets Lévy: Stochastic Mirror Descent with Heavy-Tailed Noise in Continuous and Discrete Time

本文提出 Lévy Mirror Flow(LMF)——一种由 Lévy 噪声驱动的随机镜像下降连续时间 SDE 模型,证明即使在无穷方差的重尾梯度噪声下,SMD 仍保持收敛保证(凸情形 \(O(\varepsilon^{-p/(p-1)})\),强凸情形 \(\tilde{O}(\varepsilon^{-1/(p-1)})\)),并将连续时间结果无缝传递到离散时间算法。

Budget-Feasible Mechanisms for Submodular Welfare Maximization in Procurement Auctions

首次给"预算受限 + 私有成本"的子模社会福利最大化采购拍卖给出有近似比保证的真值机制 BFM-SWM——用几何递增阈值的降序时钟拍卖 + 单点保护 + 价/付率参数 \(\beta\) 实现非负盈余 + 预算可行,一般子模函数 0.0328-近似、单调子模 0.0877-近似;副产品 BFM-VM 把估值最大化的确定性最佳近似比从 1/64 提升到 \(1/(12+4\sqrt{3})\approx 0.0528\),并将运行时间从 \(\mathcal{O}(n^2\log n)\) 降到 \(\mathcal{O}(n\log n)\)

Can Adaptive Gradient Methods Converge under Heavy-Tailed Noise? A Case Study of AdaGrad

首次证明 AdaGrad 在重尾噪声(\(p \in (4/3, 2]\))下无需任何算法修改即可收敛,同时给出算法依赖的下界表明 AdaGrad 无法达到 minimax 最优速率,并证明 AdaGrad-Norm 在有界目标函数假设下可获得更快的 \(O(1/T^{(p-1)/(2p)})\) 速率。

Colorful Pinball: Density-Weighted Quantile Regression for Conditional Guarantee of Conformal Prediction

本文通过 Taylor 展开揭示了标准 pinball 损失在条件覆盖率优化上的固有缺陷——忽视了异方差结构,提出密度加权 pinball 损失作为条件覆盖 MSE 的更紧代理目标,并设计三头分位数网络通过有限差分估计密度权重,在 8 个高维回归基准上大幅提升条件覆盖性能。

Convex Basins in Single-Index Model Loss Landscapes: Applications to Robust Recovery under Strong Adversarial Corruption

在重尾噪声 + 常数比例强对抗污染下,作者证明了一大类非单调链接函数(GeLU、Swish、Tanh、Probit、Logistic、相位恢复…)的高斯单指标模型平方损失存在一个维度无关、常数半径的凸盆,并据此设计了一个 \(\tilde{O}(nd)\) 时间、\(\tilde{O}(d)\) 样本的鲁棒恢复算法,最终估计误差为 \(O(\sigma\sqrt{\epsilon})\)

Cost-Aware Stopping for Bayesian Optimization

作者把 Weitzman 的 Pandora's Box 停下原则推广到带相关性的贝叶斯优化场景,证明 PBGI/LogEIPC 这两个 cost-aware 采集函数在共同的"采集函数值越过当前最优"停下规则下,期望代价调整 simple regret 不会比"采一次就停"更差,从而给出首个对 cost-adjusted simple regret 有理论保证的自适应停下规则。

Delayed Momentum Aggregation: Communication-efficient Byzantine-robust Federated Learning with Partial Participation

针对部分参与下"采样客户端中拜占庭客户端临时占多数"会击垮已有鲁棒聚合的痛点,本文提出延迟动量聚合原则——服务器把当轮新动量与未被采样客户端的最近一次缓存动量一起送入鲁棒聚合器,将全局拜占庭比例 \(\delta<1/2\) 永远延续到每一轮聚合,并据此设计 DeMoA 优化器,在 \(p=0.1\)\(\delta=0.2\) 的极端设置下仍能稳定训练 ResNet-18/CIFAR-10。

Distilling Linearized Behavior into Non-Linear Fine-Tuning for Effective Task Arithmetic

本文提出 DELTA:在线把"切空间线性化教师"的中间激活蒸馏到普通非线性学生 + EK-FAC 曲率正则 + 沿插值路径采样,让常规非线性 fine-tune 出来的 task vector 也具备线性化模型那种"可叠加、低干扰、对缩放鲁棒"的性质,同时不引入任何推理开销。

Distribution-Free Uncertainty Quantification for Continuous AI Agent Evaluation

本文提出 AgentPulse 框架,将 split conformal、adaptive conformal inference (ACI)、Mondrian conformal 与 BH-FDR 组合,为 50 个 AI agent 的连续打分提供分布无关的覆盖率保证、组合管线的不确定性边界以及带 FDR 控制的排名弃权机制,把"测量不确定性"作为评测的一等输出。

Dynamics and Representation Structure of Local Approximations to Gradient-Based Learning in Linear Recurrent Neural Networks

本文在 student–teacher 数据对齐的线性 RNN 上,把 BPTT、one-step tBPTT、RFLO 的更新写成可解析的 ODE,比较它们的不动点流形、稳定性、收敛速率,发现 RFLO 缺少 BPTT/tBPTT 那条非最优鞍流形但代价是稳定性依赖符号、收敛更慢,并且局限于初始权重的低秩扰动——这一低秩限制可推广到非数据对齐的设定。

Enhancing LLM Training via Spectral Clipping

本文提出 SPECTRA:一个 optimizer-agnostic 的包装层,对更新矩阵做后置谱裁剪、对原始梯度做可选的前置谱裁剪,在理论上等价于带权重正则的复合 Frank-Wolfe 算法,在 124M–1.5B LLM 预训练上把 AdamW / Signum / Mars / AdEMAMix 的验证损失一致地往下压。

FOAM: Frequency and Operator Error-Based Adaptive Damping Method for Reducing Staleness-Oriented Error for Shampoo

FOAM 通过一个可在陈旧特征空间里廉价估算的"算子相对误差代理 \(h_t\)",把 Shampoo 的阻尼系数 \(\epsilon\) 和特征分解(EVD)触发频率耦合成一个反馈控制回路,在大模型训练上把 EVD 调用次数砍掉 80%+ 同时保持收敛质量。

Follow-the-Perturbed-Leader for Decoupled Bandits: Best-of-Both-Worlds and Practicality

本文给 decoupled multi-armed bandit 问题(每轮分别选一个臂"利用"、一个臂"探索")设计了首个 Best-of-Both-Worlds (BOBW) FTPL 算法:用 Pareto 扰动做利用、用一个仅依赖累积估损排名的代理量 \(q_{t,i}\) 直接定义探索分布——既不需要 FTRL 的每步凸优化,也不需要 FTPL 标准做法中的几何重采样,对抗与随机两种环境下均达到与现有最优 FTRL 算法同阶的 \(\mathcal{O}(\sqrt{KT})\) / \(\mathcal{O}(K/\Delta_{\min})\) 后悔界,实测对 \(K=2\) 比基线快约 130×。

HO-SFL: Hybrid-Order Split Federated Learning with Backprop-Free Clients and Dimension-Free Aggregation

HO-SFL 通过拉格朗日变量提升把 split federated learning (SFL) 的客户端和服务端解耦——服务端继续做一阶反向传播 (BP),客户端只做零阶 (ZO) 扰动前向,再借共享随机种子把每轮上行通信压到 \(\mathcal{O}(P)\) 个标量,从而在端侧把大模型微调的显存降到推理级、收敛率仍可达 \(\mathcal{O}(\sqrt{d_c/PT})\)

Interpretability and Generalization Bounds for Learning Spatial Physics

论文用数值分析工具证明:在线性 PDE(1D Poisson 等)上学到的解算子 \(\mathbf{W}\) 只会收敛到真算子 \(\mathbf{A}\) 在训练函数空间上的投影 \(\mathbf{A}\mathbf{U}\mathbf{U}^\top\),所以函数空间本身——而非数据量或网格细度——决定 OOD 泛化;并提出一种把权重矩阵作用在 one-hot 上即可看出"是否学到 Green 函数结构"的机械可解释技术,用 25×25 跨数据集 cross-evaluation 把 8 类 SciML 模型(含 PINN/DeepONet/FNO/PI-DeepONet)的失败模式逐个标出来。

Learning-Augmented Scalable Linear Assignment Problem Optimization via Neural Dual Warm-Starts

训练一个轻量网络预测线性指派问题 (LAP) 的对偶变量 \(\hat{u}\),用 Min-Trick 构造可行对偶 \(\hat{v}\),将其作为 LAPJV 精确求解器的暖启动,从而在保持最优性的同时把 \(N=16{,}384\) 规模实例端到端加速 \(2\times\) 以上。

Learning a Zeroth-Order Optimizer for Fine-Tuning LLMs

本文提出 ZO Fine-tuner:用一个"per-block 的轻量神经网络 PertNN"自动学习 LLM 各参数块的扰动方差,把 MeZO 中固定的 \(\mathcal{N}(0,I)\) 升级为按块自适应的非均匀扰动;在 OPT-30B 上辅助网络仅占 <2MB,却在 4 个 LLM × 7 个数据集(28 对)中 82.1% 跑赢现有零阶基线,且"一次训练、跨任务/跨衍生模型复用"。

Learning Context-Conditioned Predicate Semantics via Prototype Feedback

AlignG 把 PE-Net 的静态谓词原型改造成"图像条件化"的动态原型:先用关系候选给原型做 GRU 增量更新拿到 image-specific prototype,再反向用它去 recalibrate 关系特征,并把对齐损失锚定在静态全局原型上以防漂移,在 VG-150 / GQA-200 的 SGDet 设置上 F@100 分别涨 1.4 / 2.7。

Learning Dynamics of Zeroth-Order Optimization: A Kernel Perspective

本文用 empirical NTK 作为统一视角,证明 zeroth-order SGD 引出的 eNTK 等价于把 first-order eNTK 投影到由微扰张成的随机子空间,从而通过 Johnson-Lindenstrauss 引理解释为何 ZO 方法在十亿参数 LLM 上仍然 work:误差只取决于输出维度 \(V\) 和微扰数 \(P\),与模型维度 \(d\) 无关。

Learning Locally, Revising Globally: Global Reviser for Federated Learning with Noisy Labels

本文观察到 FL 的全局模型对噪声标签存在"延迟记忆"现象(CIFAR-10 上记忆率 ≤30%,显著低于集中式训练),据此提出 FedGR——用服务器端 GMM 在所有客户端聚合损失代理上联合筛选并估计每个客户端的噪声比例,再用全局参数定期"修正"本地 EMA 教师以做蒸馏,并加入全局-本地表征一致性正则。三模块协同,在双重异质 (label noise × non-IID) 设定下相比 8 个 SOTA 基线在 CIFAR-10/100 + Clothing1M 上稳定取得显著增益。

Learning Randomized Reductions

本文把"发现某个函数 \(f\) 的随机自归约 (RSR)"这一沉寂四十年的人工任务,形式化成一个带相关采样的学习问题,并构建了 Bitween 框架:先用稀疏线性回归在固定查询集 \(\{x+r, x-r, x \cdot r, x, r\}\) 内挖掘 RSR,再让 LLM 智能体在更大的查询函数空间里搜索,最终在 80 个数学/ML 函数构成的 RSR-Bench 上把 RSR 覆盖率从 54% 推到 80%,并首次给出 sigmoid 的 RSR 表达式。

Limits of Convergence-Rate Control for Open-Weight Safety

作者把"开源权重安全"形式化为"如何延缓恶意 fine-tune 的收敛速度",证明 Hessian 谱的最大奇异值由权重谱下界决定,由此设计了能严格减慢一阶/二阶优化的 SpecDef 算法,但同时证明任何此类收敛率控制方法都能被攻击者以"线性模型尺寸增加"的代价绕过。

LiMuon: Light and Fast Muon Optimizer for Large Models

LiMuon 把 STORM 风格的动量方差缩减和随机 SVD(RSVD)一起塞进 Muon 优化器,把矩阵参数的动量从 \(m \times n\) 压成 \((m+n)\hat{r}\)、同时把求 \(\epsilon\)-稳态点的 SFO 复杂度从 \(\mathcal{O}(\epsilon^{-4})\) 降到 \(\mathcal{O}(\epsilon^{-3})\),在 Mamba-130M / Qwen2.5-0.5B / ViT 上同时取得更低 perplexity / 更高 accuracy 和更小显存。

LoRe: Adaptive Interaction-Evaluation Routing with Per-Step Interaction Budgets for Iterative Graph Solvers

LoRe 把凝聚态物理里的「集团 + 浴场」分解搬到扩散式图组合优化求解器,做成训练免修的推理时包装器,在每一步只评估固定比例的高冲突边并用一个 \(\mathcal{O}(N)\) 的全局召回项补偿被丢弃的部分,让 MIS 求解突破 baseline OOM 上限 \(3\times\)、单卡跑 \(n=50\mathrm{k}\) 实例,TSP \(n=1000\) 上拿到 \(\sim 15\times\) 加速和 \(44\times\) 显存压缩。

Memory-Efficient LLM Pretraining via Minimalist Optimizer Design

本文用"自底向上拆解 Adam"的方式找出真正必须的两个组件——逐列梯度归一化 + 只在最后一层加一阶动量——把它们组合成 SCALE 优化器,用接近 SGD 的内存 (LLaMA 7B 上 13.74 GB) 达到了 Adam 级甚至超越 Muon/APOLLO 的预训练困惑度。

Mirror Descent Under Generalized Smoothness

本文提出一种基于任意范数及其对偶范数的 \(\ell*\)-广义光滑性概念,并通过"广义自界引理"把梯度对偶范数控制在初始次最优间隙之内,从而首次为镜像下降及其加速、乐观、Mirror Prox、随机、复合等变体在非欧几何下建立了与经典 \(L\)-smooth 下匹配的收敛率。

Mirror Mean-Field Langevin Dynamics

本文把 mean-field Langevin dynamics (MFLD) 与 mirror Langevin dynamics (MLD) 缝合成"镜像 mean-field Langevin dynamics" (MMFLD),第一次给出在凸约束域 \(X\subseteq\mathbb{R}^d\) 上最小化熵正则化泛函 \(\mathcal{L}(\mu)=F(\mu)+\lambda\,\mathrm{Ent}(\mu)\) 的全局收敛算法 —— 连续时间下用均匀 mirror LSI 证 \(e^{-2C_{\mathrm{LSI}}\lambda t}\) 线性收敛,离散化下用 \(N\)-粒子 + Euler-Maruyama 给出 uniform-in-time propagation of chaos。

Multi-Objective Bayesian Optimization via Adaptive ε-Constraints Decomposition

STAGE-BO 把 MOBO 重写成一串"由 fill distance 自适应选门限"的 ε-约束单目标贝叶斯子问题,用 cEI 求解,从而在不算 hypervolume 的前提下取得均匀的 Pareto 前沿覆盖,并天然兼容硬约束与用户偏好。

Muon in Associative Memory Learning: Training Dynamics and Scaling Laws

本文在带 softmax 检索和分层频谱的线性关联记忆模型上,对 Muon 进行收敛速率与缩放律的理论刻画:相对 GD,Muon 在无噪声情形获得指数级加速,在幂律频谱噪声情形将损失收敛律从 \(\tilde{\Omega}(T^{-(1-1/\beta)})\) 提升到 \(\tilde{\mathcal{O}}(T^{-2})\),并把这一加速归因于矩阵符号算子等价于一个自适应任务对齐的隐式预条件子。

Neural QAOA\(^2\): Differentiable Joint Graph Partitioning and Parameter Initialization for Quantum Combinatorial Optimization

用一个生成-评估神经网络(GEN)一次性地把 QAOA² 的"图分割 + 量子电路参数初始化"两件事联合可微化:评估器学一个高保真的 quantum performance surrogate,生成器在它的梯度引导下吐出离散分区 + 参数初值,配合直通估计器 + 正交补头让端到端可训练;在 183 个 QUBO/Ising/MaxCut 实例(21-1000 变量)上超越启发式 baseline,101 个实例排第一。

On the Convergence Rate of LoRA Gradient Descent

本文首次在不假设 adapter 矩阵有界、不要求重参数化损失 Lipschitz 平滑的前提下,证明了原始 LoRA 梯度下降的最小梯度范数以 \(O(1/\log T)\) 速率收敛(若参数范数有界则恢复经典 \(O(1/T)\)),并据此设计了与理论严格对应的自适应/归一化学习率,在 logistic regression、ResNet-18、TinyLlama 上验证了训练加速与稳定性提升。

On the Expressive Power of GNNs to Solve Linear SDPs

本文从 Weisfeiler–Leman 层级的角度首次刻画了学习线性 SDP 解所需的最小 GNN 表达力,证明标准的变量-约束二部图消息传递(VC-WL)和高阶 VC-2-WL 都不够,而 2-FWL 等价的 VC-2-FWL 架构足以仿真 PDHG 求解器的更新步骤,并在合成与 SDPLIB 上把高质量预测用作 warm-start,最多带来约 80% 的加速。

On the Interaction of Batch Noise, Adaptivity, and Compression, under \((L_0,L_1)\)-Smoothness: An SDE Approach

本文指出文献中标准一阶 / 二阶 SDE 在 \((L_0,L_1)\)-光滑下完全错失学习率稳定性约束(甚至预测发散区间也收敛),通过在漂移项中把曲率项符号翻正,作者构造出一族"稳定性忠实"的一阶弱近似 SDE,首次在统一框架内分析 DCSGD 与 DSignSGD 在压缩 + 仿射方差 + 重尾噪声下的收敛性,并给出归一化强度该如何选取的具体处方。

On the Provable Suboptimality of Momentum SGD in Nonstationary Stochastic Optimization

本文从理论上证明:在最优点随时间漂移的非平稳强凸随机优化中,动量 SGD 因"惯性滞后"系统性劣于普通 SGD,性能恶化的代价是 \((1 - \beta)^{-2}\) 量级的放大因子;并通过信息论下界论证这种代价不是分析的产物,而是任何方法不可避免的根本障碍。

PathWise: Planning through World Model for Automated Heuristic Design via Self-Evolving LLMs

PathWise 把 LLM 自动启发式设计(AHD)重新建模成一条在"蕴含图"上展开的序列决策过程,由策略 / 世界模型 / 双评价四个 LLM 智能体协作,用反思替代梯度更新,在 TSP、CVRP、KP、装箱等问题上以 50% 的评估预算超过 FunSearch、EoH、ReEvo、HSEvo、MCTS-AHD 等主流基线。

Probing Neural TSP Representations for Prescriptive Decision Support

作者把训练好的 TSP 神经求解器视作"可迁移编码器",用冻结表征 + 轻量探针预测两类昂贵的运筹敏感性查询(节点移除与边禁用),系统证明探针准确率随求解器质量单调提升,可以与传统启发式集成达到 SOTA。

Provably Data-Driven Lagrangian Relaxation for Mixed Integer Linear Programming

本文给"学预测 Lagrangian 乘子加速 MILP"这一经验路线第一次配上了严格的统计学习理论:导出 \(\mathcal{O}(s^{1.5}/\sqrt{N})\) 的 ERM 泛化上界 + \(\Omega(s/\sqrt{N})\) 的 minimax 下界 + 用 SGA 平均算法构造性达到 \(\Theta(s/\sqrt{N})\) 最优率,并证明转成"学暖启动初值"后样本复杂度可以提升到 \(\Theta(s/N)\)

Pseudospectral Bounds for Transient Amplification in Coupled Gradient Descent

本文为 block-triangular Jacobian \(J = \begin{bmatrix} A & 0 \\ C & D \end{bmatrix}\) 的耦合梯度下降建立尖锐的 Kreiss 常数界 \(K(J) \leq 2/(1-\gamma) + \|C\|/(4(1-\gamma))\),并给出匹配下界——揭示了即使谱半径 < 1,瞬态放大也可能任意大;这套理论作为高维学习动力学的 scaling law,给出 \(O(K(J)^2 \log(1/\delta))\) 的有限时迭代复杂度,并扩展到 nearly self-referential 系统。

RACO: Reward-free Alignment for Conflicting Objectives

RACO 把多目标 LLM 偏好对齐做成多目标优化问题——每个目标走自己的 DPO 损失,用 clipped CAGrad(CAGrad + 按用户权重剪裁系数)解决梯度冲突;理论证明收敛到尊重 user-specified 权重的 Pareto-critical 点(两目标场景下 clipping 严格加速),实证在 Qwen 3 / Llama 3 / Gemma 3 多模型族上一致拿到更好的 Pareto 折中。

RMNP: Row-Momentum Normalized Preconditioning for Scalable Matrix-Based Optimization

本文基于 Transformer 层级 Hessian 的「行块对角占优」结构,把 Muon 优化器里昂贵的 Newton-Schulz 正交化换成一次行级 \(\ell_2\) 归一化,将每步预条件复杂度从 \(\mathcal{O}(mn\min(m,n))\) 降到 \(\mathcal{O}(mn)\),在 GPT-2 / LLaMA 预训练上 wall-clock 提速 13–44×、ppl 不降反略升。

SPSsafe: Safeguarded Stochastic Polyak Step Sizes for Non-smooth Optimization

SPSsafe 把 Stochastic Polyak Step Size (SPS) 扩展到非光滑随机优化——既不需要 interpolation 假设也不需要知道最优值,配合动量(IMA = SHB 等价形式)仍保有严格收敛保证;在 DNN 训练上比已有自适应方法(AdaGrad、Adam、DecSPS 等)更稳健,且梯度范数不塌缩到近零(抗梯度消失)。

Sharp Description of Local Minima in the Loss Landscape of High-Dimensional Two-Layer ReLU Networks

本文在教师-学生两层 ReLU 网络的高维 Gaussian 输入设定下,用一组关于权重重叠 \((Q,R)\) 的精确低维概要统计方程,给出 population loss 所有局部极小的层级化分类,并刻画过参数化如何把低阶 spurious 极小变成鞍点、把高阶极小保留下来,从而首次同时调和了 Safran–Shamir 的存在性结果、Arjevani–Field 的群论分类和 Safran 等人的 Hessian 失稳论。

Sign Lock-In: Randomly Initialized Weight Signs Persist and Bottleneck Sub-Bit Model Compression

本文揭示训练后的权重符号矩阵在所有架构上都与 i.i.d. Rademacher 噪声难以区分,从而构成亚比特压缩的"一比特墙",并用停时分析证明这种伪随机性其实是初始化符号的"锁定"——再据此提出低秩符号模板 + 间隙初始化 + 边界对数障碍正则的从头训练方案,把符号位摊销到接近 0 bit/weight。

Stability Analysis of Sharpness-Aware Minimization

本文从动力系统视角剖析 SAM 在鞍点附近的收敛不稳定:先在确定性梯度流下证明只要邻域半径 \(\rho > -1/\lambda_1\),鞍点就会变成 SAM 的吸引子;再在随机扩散框架下证明 SAM 的鞍点逃逸均方位移比 SGD 小 \(2\eta t^2|\lambda_j|^3\rho/B\);最后用 SAM 扩散公式解释 momentum 和 batch size 为什么是 SAM 取得 SOTA 泛化性能的真正幕后功臣。

SyMerge: From Non-Interference to Synergistic Merging via Single-Layer Adaptation

本文把"模型合并"的目标从"避免任务干扰"重新定义为"促进任务协同",提出 SyMerge:只联合优化每个任务的一个 task-specific 层和编码器的层级 merging 系数,再用 fine-tuned 专家模型当软标签老师,避免熵最小化在测试时漂移,从而在视觉/密集预测/NLP 三类基准上把合并模型推到接近单任务上限的水平。

Taming the Loss Landscape of PINNs with Noisy Feynman-Kac Supervision: Operator Preconditioning and Non-Asymptotic Error Bounds

在 PINN 损失里加入由 Feynman–Kac 公式蒙特卡洛模拟得到的少量内点伪标签,本质上就是给 PDE 算子做了一次预条件——本文同时给出"条件数在 collocation 数 \(N\) 上保持有界"的算子级证明和带 \(\tanh\) 激活的非渐近 \(L^2\) 误差界,且在 Schrödinger、Poisson、committor 等问题上让本来彻底失败的 PINN 重新可解。

Test time training enhances in-context learning of nonlinear functions

本文给单层 softmax-attention transformer + LoRA 测试时微调的组合建立了首个严格泛化界,证明在 single-index 多项式任务上 TTT 把 ICL 的样本复杂度从 \(r^{\Theta(\mathrm{ie}(\sigma_*))}\) 压到 \(r^{\Theta(\mathrm{ge}(\sigma_*))}\) 并允许 link 函数逐任务变化、推理误差可随上下文长度 \(\to\) 噪声水平。

The Implicit Bias of Adam and Muon on Smooth Homogeneous Neural Networks

本文证明:在光滑 \(L\)-同质模型 + 指数尾损失 + 学习率衰减的设定下,Muon(含 Muon-Signum、Muon-Adam)作为带动量的"归一化最速下降"会收敛到对应范数 max-margin 问题的 KKT 点;Adam(无稳定常数)则收敛到 \(\ell_\infty\) max-margin 的 KKT 点,从而把以往仅对线性模型成立的隐式偏置结论一次性提升到所有光滑同质网络。

Towards Understanding Adam Convergence on Highly Degenerate Polynomials

本文挑出一类高阶退化多项式 \(L(x)=\tfrac{1}{k}x^k\)\(k\ge 4\) 偶数)作为最小问题模型,证明在常数学习率下 Adam 通过 \(v_t\)\(g_t^2\) 的"解耦"机制把有效学习率指数放大,从而实现局部线性收敛,而 GD 与动量在同一问题上只能拿到 \(\Theta(t^{-1/(k-2)})\) 的次线性速率,并完整刻画了 Adam 在 \((\beta_1,\beta_2)\) 平面上"稳定收敛 / spike / SignGD 振荡"三个相区。

Towards Understanding Continual Factual Knowledge Acquisition of Language Models: From Theory to Algorithm

作者在简化单层线性注意力 Transformer 上推出闭式训练动力学,证明正则化方法只能改变收敛速度而无法挪动收敛点(因此在 cFKA 场景几乎注定失效),数据回放则能直接改变收敛点并加大震荡幅度从而稳住旧知识,进而提出按 token 注意力贡献裁切片段、引导预训练模型生成回放语料的 STOC,在合成 + KnowEdit + IndustryCorpus 法律语料上一致比 LAMOL 更能压制遗忘。

TPV: Parameter Perturbations Through the Lens of Test Prediction Variance

作者把"训好模型对参数扰动的局部预测敏感度"形式化为 Test Prediction Variance(TPV),证明其在一阶近似下化为 \(\mathrm{Tr}(H_{\mathrm{eff}}C)\) 的迹形式,从而把 SGD 噪声、标签噪声、量化、剪枝放进同一个曲率–协方差框架,并给出一个完全用训练集就能估计 TPV 的稳定性定理,落地为 label-free 剪枝准则 JBR 和无需测试标签的模型选择信号。

Ubiquity of Emergent Hebbian Dynamics in Regularized Learning

本文证明:在 L2 权重衰减附近的稳态附近,几乎任何学习规则(SGD、Adam、DFA,甚至随机网络)的学习信号都会自发朝 Hebbian 方向对齐,而足够强的噪声又会把它翻成 anti-Hebbian,并在 \(\gamma \propto \sigma^2\) 处出现明确的相变边界。

URS:统一的神经路由求解器

提出统一数据表示(UDR)和混合偏差模块(MBM)来替代问题枚举——使单个神经模型能无需微调地零样本泛化到 110 个 VRP 变体(99 个未见过)。

变分适配器跨模态相似度表示

通过变分推理框架学习连续的跨模态相似度分布——用自适应不确定度权重缓解二元标注导致的虚假负样本问题,显著提升 VLM 在跨模态检索和域泛化任务中的性能。