Approximate sampling and counting for spin models in graphs

Abstract

En aquest treball abordem els problemes de mostreig i comptatge aproximat en models d'espins en grafs, recopilant els resultats més significatius de l'àrea i introduïnt els coneixements previs necessaris del camp de la física estadística. En particular, prestem especial atenció als mètodes generals de disseny d'algorismes desenvolupats per Weitz i Barvinok, així com els avenços recents en matèria de comptatge i mostreig de conjunts independents de mida donada. Així mateix, discutim com es podrien adaptar aquests arguments als problemes de comptatge i mostreig de coloracions amb les mides de cada color fixades, explicant amb detall la línia de recerca actual que estem duent a terme.

En este trabajo abordamos los problemas de muestreo y conteo aproximado en modelos de espines en grafos, recopilando los resultados más significativos del campo e introduciendo el conocimiento previo necesario del área de la física estadística. En particular, prestamos especial atención a los métodos generales de diseño de algorismos desarrollados por Weitz y Barvinok, así como a los avances recientes en cuanto al conteo y muestreo de conjuntos independientes de un tamaño dado. Así mismo, discutimos cómo se podrían adaptar estos argumentos al problema de contar y muestrear coloraciones con el tamaño de cada color fijo, explicando en detalle la línea de investigación que estamos llevando a cabo actualmente.

We approach the problems of approximate sampling and counting in spin models on graphs, surveying the most significant results in the area and introducing the necessary background from statistical physics. We pay particular attention to the general algorithm design frameworks developed by Weitz and Barvinok, as well as to the newer results on counting and sampling independent sets of given size. In addition, we discuss the adaptation of the arguments behind these results to count and sample colorings with fixed color sizes, explaining in detail the current research line we are undertaking.