Méthodes de "Population Monte-Carlo'' en temps continu est physique numérique

par Mathias Rousset

Thèse de doctorat en Mathématiques appliquées. Probabilités

Sous la direction de Pierre Del Moral et de Laurent Miclo.

Soutenue en 2006

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Dans cette thèse, nous nous intéressons aux méthodes numériques probabilistes dites de Population Monte-Carlo, du point de vue du temps continu. Ces méthodes PMC se ramènent au calcul séquentiel de moyennes pondérées de trajectoires Markoviennes. Nous démontrons la convergence (vers la fonction propre principale des opérateurs de Schrödinger) en temps long de la variance et du biais de cette méthode avec la bonne vitesse en 1/N. Ensuite, nous considérons le problème de l'échantillonnage séquentiel d'un flot continu de mesures de Boltzmann. Pour cela, à partir d'une dynamique Markovienne arbitraire, nous associons une dynamique renversée dans le temps dont la loi pondérée par une moyenne trajectorielle de Feynman-Kac explicitement calculable redonne la dynamique initiale ainsi que la mesure de Boltzmann à calculer. Enfin, nous généralisons ce problème au cas où la dynamique est due à l'évolution dans le temps de contraintes rigides sur les configurations possibles du processus. Nous calculons exactement les poids associés, qui font intervenir la courbure locale des sous-variétés générées par les contraintes. .

  • Titre traduit

    Continuous time "Population Monte Carlo" and computational physics


  • Résumé

    In this dissertation, we focus on stochastic numerical methods of Population Monte-Carlo type, in the continuous time setting. These PMC methods resort to the sequential computation of averages of weighted Markovian paths. The practical implementation rely then on the time evolution of the empirical distribution of a system of N interacting walkers. We prove the long time convergence (towards Schrödinger groundstates) of the variance and bias of this method with the expected 1/N rate. Next, we consider the problem of sequential sampling of a continuous flow of Boltzmann measures. For this purpose, starting with any Markovian dynamics, we associate a second dynamics in reversed time whose law (weighted by a computable Feynman-Kac path average) gives out the original dynamics as well as the target Boltzmann measure. Finally, we generalize the latter problem to the case where the dynamics is caused by evolving rigid constraints on the positions of the process. We compute exactly the associated weights, which resorts to the local curvature of the manifold defined by the constraints.

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  • Détails : 1 vol. (118 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 113-118

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  • Cote : 2006TOU30251

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  • Cote : 2006TOU30251
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