ADAP'MC :
Méthodes de Monte Carlo adaptatives





Programme du séminaire
      mensuel, à l'IHP.
      


Workshop : New directions in Monte Carlo methods, June 25 -29, Fleurance, France.




Projet ANR (2006 - 2008)

Coordinateur : Eric MOULINES (Janvier 2006 à Juillet 2006)     puis     Gersende FORT (juillet 2006 à Décembre 2008)

Description du projet :
 
Les algorithmes de Monte Carlo sont des méthodes très communément utilisées pour simuler des échantillons de distributions de probabilités complexes, approcher des fonctionnelles de processus stochastiques, calculer des intégrales dans des espaces de grande dimension, etc. Ces méthodes ont eu un impact très profond en statistique, physique, informatique, finance etc. Ces méthodes sont universelles et peuvent s'appliquer dans de très nombreux contextes. Un grand nombre de méthodes de Monte Carlo a été proposé au cours des 20 dernières années. Ces méthodes dépendent le plus souvent de paramètres qui doivent être ajustés pour que l'algorithme soit efficace numériquement.
Le thème central de ce projet est de développer et d'évaluer des méthodes de Monte Carlo adaptatives qui s'adaptent de façon automatique au problème de simulation tout en ayant des performances proches des échantillonneurs optimaux.   L'originalité de cette proposition tient à la formalisation de l'ajustement des paramètres de la méthode de simulation comme un problème d'optimisation séquentielle de plans d'expérience. De tels problèmes sont reliés aux  thématiques de l'apprentissage par renforcement en informatique et au contrôle stochastique. Cette approche donne  un cadre théorique solide au problème d'apprentissage de stratégie de simulation. Elle s'appuie de plus sur les avancées à la fois théoriques et méthodologiques qui ont été faites récemment dans les domaines connexes de l'approximation stochastique, des chaînes de Markov contrôlées, de l'optimisation séquentielle. Notre approche va bien au-delà des  tentatives existantes d'automatiser les algorithmes de Monte Carlo : à l'inverse des approches actuelles qui sont fragmentaires et très étroitement liées à des modèles particuliers, notre vision a le même degré d'universalité que les algorithmes de Monte-Carlo eux-mêmes.

Différentes équipes sont impliquées dans ce projet : (voir ci-dessous les membres du projet)
  • Laboratoire LTCI, CNRS /  GET-ENST.
  • Laboratoire CEREMADE, CNRS / Univ. Paris Dauphine.
  • Laboratoire CERMICS, ENPC /  INRIA.
  • Laboratoire CMAPX, Ecole Polytechnique.
Dans le cadre de ce projet, un séminaire mensuel est organisé. Il est orienté autour de la thématique scientifique des méthodes de Monte Carlo adaptatives, ce qui recouvre des  thématiques variées (cf. ci-dessus). L'objectif est de permettre les contacts entre des chercheurs de différentes communautés travaillant avec les mêmes familles d'outils.  Il se veut ouvert tant à la résolution de cas pratiques qu'à la présentation de résultats théoriques. Toutes les contributions y sont bienvenues, et il est bien-entendu ouvert à tout participant extérieur au projet.
Pour ce faire, des chercheurs (intervenants extérieurs ou membres du projet) seront invités à présenter leurs travaux. Les premières séances permettront aux membres du projet organisateur de présenter leurs travaux autour des méthodes de Monte Carlo adaptatives afin d'expliciter les objectifs et de les confronter à l'état de la recherche.  Après ces quelques séances d'introduction, l'activité du séminaire sera de ``type'' groupe de travail inter-laboratoires sur des thématiques précises.

Afin de promouvoir les méthodes de Monte Carlo adaptatives, nous consacrerons une part du projet au développement d'une bibliothèque logicielle  permettant de diffuser largement les résultats de l'étude dans la communauté scientifique. Les résultats du projet seront aussi validés sur des exemples difficiles issus de l'ingéniérie financière (calibration de diffusion), de la physique quantique (estimation des états fondamentaux de l'Hamiltonien de Schrodinger dans un problème à N corps), en tirant profit des compétences des différentes équipes qui sont impliquées dans le projet.

  • Membres :