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P1 A Bunched Logic for Conditional Independence

一种面向条件独立性的束逻辑
LICS 2021 36th Annual ACM/IEEE Symposium on Logic in Computer Science (LICS)2021匹配度 5/10 · 论文研究概率程序中条件独立的形式化验证,与贝叶斯程序分析/概率程序语义有交集,但未涉及 LLM、Agent、ML 系统静态分析或浮点分析,且偏理论逻辑,与当前核心方向匹配度中等。引用 16 inbox
Jialu Bao, Simon Docherty, Justin Hsu, Alexandra Silva
crossref: 2026-09-12

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一句话:扩展 BI 逻辑以非交换合取刻画条件独立,并基于 Markov 核与幂集单子给出模型和概率程序验证逻辑。

独立性与条件独立性是概率程序推理中的核心概念,但现有验证方法尚不成熟,且无法处理条件独立。本文扩展束蕴含逻辑(BI),加入非交换合取,并给出基于 Markov 核的模型;在该模型中,条件独立可直接表示为逻辑公式。作者观察到 Markov 核是分布单子的 Kleisli 箭头,进而提出基于幂集单子的第二个模型,用于刻画数据库理论中条件独立的非概率类比——join dependency。最后,文章发展了一个程序逻辑,用于验证概率程序中的条件独立。

问题
如何为概率程序中的(条件)独立性提供形式化验证,尤其是现有方法无法处理条件独立。
方法
扩展 BI 逻辑并引入非交换合取,基于 Markov 核/分布单子与幂集单子建立模型,将条件独立及 join dependency 刻画为逻辑公式,进而设计程序逻辑。
评估
评估以理论建模为主:用 Markov 核模型直接编码条件独立,并展示幂集单子模型可捕捉数据库理论中的 join dependency。
原文摘要(Abstract)

Independence and conditional independence are fundamental concepts for reasoning about groups of random variables in probabilistic programs. Verification methods for independence are still nascent, and existing methods cannot handle conditional independence. We extend the logic of bunched implications (BI) with a non-commutative conjunction and provide a model based on Markov kernels; conditional independence can be directly captured as a logical formula in this model. Noting that Markov kernels are Kleisli arrows for the distribution monad, we then introduce a second model based on the powerset monad and show how it can capture join dependency, a non-probabilistic analogue of conditional independence from database theory. Finally, we develop a program logic for verifying conditional independence in probabilistic programs.

链接与引用

DOI 原文 ·

BibTeX
@inproceedings{paperbot6227,
  title = {A Bunched Logic for Conditional Independence},
  author = {Jialu Bao and Simon Docherty and Justin Hsu and Alexandra Silva},
  booktitle = {LICS},
  year = {2021},
  doi = {10.1109/lics52264.2021.9470712}
}