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[提交于 2025年10月30日
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标题: 通过矩阵相干性的紧致差分私有PCA
标题: Tight Differentially Private PCA via Matrix Coherence
摘要: We revisit the task of computing the span of the top $r$ singular vectors $u_1, \ldots, u_r$ of a matrix under differential privacy. We show that a simple and efficient algorithm -- based on singular value decomposition and standard perturbation mechanisms -- returns a private rank-$r$ approximation whose error depends only on the \emph{秩-$r$相干性} of $u_1, \ldots, u_r$ and the spectral gap $\sigma_r - \sigma_{r+1}$. This resolves a question posed by Hardt and Roth~\cite{hardt2013beyond}. Our estimator outperforms the state of the art -- significantly so in some regimes. In particular, we show that in the dense setting, it achieves the same guarantees for single-spike PCA in the Wishart model as those attained by optimal non-private algorithms, whereas prior private algorithms failed to do so. 此外,我们证明了(rank-$r$)一致性在高斯扰动下不会增加。 这表明基于高斯机制的任何估计器——包括我们的方法——都保持输入的一致性。 我们猜想对于其他结构化模型,包括图中的植入问题,类似的特性也成立。 我们还探讨了一致性在图问题中的应用。 特别是,我们在低一致性的假设下,提出了针对Max-Cut和其他约束满足问题的差分隐私算法。
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