本文研究了针对非强凸问题的梯度下降、均值梯度下降以及重球法等算法的加速，表明可以将这些算法重新表述为常数参数二阶差分方程算法，并提供了详细的稳定性分析和显式常数的稳定性结果。同时，本文还讨论了噪声梯度情况下的情况，并给出了一种新的算法。

Apr, 2015

在本文中，我们证明了在使用二次损失函数优化的线性神经网络中，梯度下降映射是非奇异的，损失函数的全局极小化集合形成平滑流形，并且稳定的极小值在参数空间中形成有界子集。另外，我们证明了如果步长过大，则使梯度下降收敛到临界点的初始化集合的测度为零。

Feb, 2024

使用常数步长的梯度下降算法应用于线性可分数据的逻辑回归，证明了在初始震荡阶段后，算法能够在 a 步的时间内实现 O (1/(aT)) 的收敛速率，从而在总步数为 T 的情况下，通过积极地调整步长可以达到 O (1/T^2) 的加速损失，无需使用动量或变化的步长调度器。

Feb, 2024

神经网络的大步梯度下降（GD）训练通常包括两个不同的阶段，第一阶段中经验风险震荡，而第二阶段中经验风险单调下降。我们研究了满足近准同质条件的两层网络中的这一现象。我们展示第二阶段开始于经验风险低于特定阈值（依赖于步长）的时刻。此外，我们展示了归一化边界在第二阶段几乎单调增长，证明了 GD 在训练非同质预测器时的内在偏差。如果数据集线性可分且激活函数的导数不为零，我们证明平均经验风险下降，暗示第一阶段必须在有限步骤中停止。最后，我们展示选择合适大步长的 GD 在经历这种阶段过渡时比单调降低风险的 GD 更高效。我们的分析适用于任意宽度的网络，超出了众所周知的神经切线核和平均场范围。

Jun, 2024

研究了使用大的恒定步长的逻辑回归问题上的梯度下降（GD）动态。

Jun, 2024

研究 SGD 训练的深度神经网络在性能收敛后的步长限制动态，揭示了优化超参数、梯度噪声结构及训练结束时 Hessian 矩阵之间错综复杂的相互作用，通过统计物理学的视角解释这种异常扩散现象并在 ImageNet 数据集的 ResNet-18 模型上得到了实证验证。

Jul, 2021

本文研究了边缘稳定性（EoS）中逻辑回归上梯度下降（GD）的收敛和隐式偏差情况，证明任何恒定步长的非单调 GD 迭代可以在较长时间尺度上最小化逻辑损失，并在最大间隔方向上趋于正无穷，在最大间隔方向的正交补上收敛于最小化强凸势能的固定向量，而指数损失可能导致 GD 迭代在 EoS 区域内灾难性发散。

May, 2023

本文探讨了梯度下降在高维中非凸优化领域的应用，通过对浅层网络和窄网络的研究分析了其在全局收敛和局部最小值上的不同表现，研究了随机梯度下降的高维度动态学习中学习率、时间尺度和隐藏单元数量之间的相互作用，并提供了统计物理学中基于确定性描述的 SGD 收敛速率的扩展分析。

Feb, 2022

本文通过 Lyapunov 分析，证明了使用梯度下降法训练过程中神经网络权重的动态会收敛到接近最小范数解的一个点，并通过实例表明这一结论的意义在于 GD 收敛于泛化性能好的预测函数，从而提供了 Arora 等人的普适性结果的另一证明。

May, 2021

本研究发现梯度下降在稳定边缘状态下具有自我稳定性和隐式偏差，可以通过投影梯度下降来描述，并对其在训练过程中的损失、尖锐度和偏差进行了详细预测和验证。

Sep, 2022