선형 확률 시스템의 최소 상대 엔트로피 상태 전이 연속 시간 경우

본 논문은 선형 이토 확률 미분 방정식으로 기술되는 시스템에서, 표준 위너 프로세스와 차이가 있는 잡음의 드리프트를 상대 엔트로피로 정량화한다. 잡음이 공급하는 상대 엔트로피의 소모에 대한 소산 부등식을 제시하고, 주어진 시간 구간 동안 두 가우시안 상태 분포 사이를 연결하기 위해 필요한 최소 엔트로피 공급을 구한다. 이를 슈뢰딩거 브릿지 문제로 정의하고, 비선형 대수 기법을 이용해 해밀턴-자코비 방정식의 매끄러운 닫힌 형태 해를 도출한다.

저자: Igor G. Vladimirov, Ian R. Petersen

본 논문은 선형 Ito 확률 미분 방정식으로 기술되는 시스템에 대한 새로운 소산 이론을 제시한다. 시스템은 dx = Ax dt + B dw + u dt 형태이며, 여기서 w는 표준 Wiener 과정, u는 불확실한 드리프트(잡음 편향)이다. 저자는 u가 0인 명목 모델과 실제 시스템 사이의 차이를 Kullback‑Leibler 상대 엔트로피로 정량화하고, 이를 “잡음 상대 엔트로피 공급”이라 명명한다. 공급량은 S_T = ½∫₀ᵀ‖u(t)‖²_{Σ⁻¹} dt 로 정의되며, Σ = BBᵀ는 잡음 공분산이다. 첫 번째 주요 결과는 이 공급량이 시스템 상태 확률밀도 ρ(t,·)에 대해 만족하는 소산 부등식이다. 구체적으로, 상대 엔트로피 H(ρ‖ρ₀) 의 시간 미분과 확산 흐름 J, 그리고 공급량 σ 사이에 ∂ₜH + ∇·J ≤ −σ 라는 부등식이 성립한다. 이는 엔트로피가 공급에 의해 감소하고, 시스템이 “에너지”를 소모하면서 불확실성을 줄이는 물리적 직관과 일치한다. 논문의 핵심 문제는 주어진 시간 구간

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