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Research on multiple zeta value and calculation technology by a formula of systems of Boolean polynomial equations

Research Project

Project/Area Number 20K03727
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 12030:Basic mathematics-related
Research InstitutionInternational Professional University of Technology in Tokyo (2023)
National Institute of Informatics (2020-2022)

Principal Investigator

Tomoya Machide  東京国際工科専門職大学, 情報工学科, 講師 (60614526)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords多重ゼータ値 / Boolean多項式 / ガウスの消去法 / 充足可能性問題(SAT) / 彩色問題 / Alon-Tarsi多項式 / 充足可能性問題 / 行列の階数
Outline of Research at the Start

多重ゼータ値は、数学や物理学における様々な分野に現れ、近年盛んに研究されている。多重ゼータ値の行列のランク計算は、多重ゼータ値の空間の次元と関連して重要だが、行列のサイズが指数的に増大するため、計算が困難である。一方計算機工学における基本的な問題として、充足可能性問題(SAT)がある。昨今、SAT問題を高速に解くアルゴリズムが開発され、実世界への応用が拡大している。本研究では、行列のランクを、SATの技術と申請者によって発見されたBoolean多項式の連立方程式に関する公式を利用し、計算する。そして、多重ゼータ値とSATの間に存在する共通の性質を見出し、数学と計算機科学の融合研究を目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this research, we try to collaborate with subjects of mathematics and Computer science: the subject of mathematics is the multiple zeta value (MZV) in number theory, and that of Computer science is the Boolean satisfiability problem (SAT) in propositional logic. As an application from the latter to the former, we were able to calculate ranks of linear relations of MZVs. As an application from the former to the latter, we developed the algorithm via the formula for systems of Boolean polynomial equations. We also use the knowledge of natural language processing (NLP).

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では数学の多重ゼータ値と計算機科学のSAT問題の結果を互いに応用した。また応用の際は自然言語処理の知識と経験を用いた。このことは研究の他分野連携を促進する。異なる分野の連携は思いもかけない発展につながる可能性が高く、昨今の大規模言語モデルの隆盛とともに、今後さらなる融合が考えられる。実際、多重ゼータ値の線形関係式の整数係数を mod 2 の条件下(つまり真偽の2値の条件下)で考察した場合、不可思議な法則があることが発見された。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] COMPUTATIONS ABOUT FORMAL MULTIPLE ZETA SPACES DEFINED BY BINARY EXTENDED DOUBLE SHUFFLE RELATIONS2023

    • Author(s)
      Machide Tomoya
    • Journal Title

      Tsukuba Journal of Mathematics

      Volume: 47 Issue: 1 Pages: 83-111

    • DOI

      10.21099/tkbjm/20234701083

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ダブルシャッフル関係式から導かれるバイナリ行列2023

    • Author(s)
      町出智也
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録 2238「多重ゼータ値の諸相」

      Volume: 2238

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Query Obfuscation by Semantic Decomposition2022

    • Author(s)
      Danushka Bollegala, Tomoya Machide, Ken-ichi Kawarabayashi
    • Journal Title

      Proceedings of the 13th Conference on Language Resources and Evaluation (LREC 2022)

      Volume: - Pages: 6200-6211

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Boolean多項式の連立方程式の彩色問題への応用2023

    • Author(s)
      町出智也
    • Organizer
      日本数学会2023年度年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 矛盾探索を土台にしたガウスの前進消去法について2022

    • Author(s)
      町出智也
    • Organizer
      日本応用数理学会2022年度年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] バイナリ拡張ダブルシャッフル関係式に関する形式的多重ゼータ空間の次元の計算2022

    • Author(s)
      町出智也
    • Organizer
      2022年度RIMS共同研究(公開型)多重ゼータ値の諸相
    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Query Obfuscation by Semantic Decomposition2022

    • Author(s)
      Danushka Bollegala
    • Organizer
      Proceedings of the 13th Conference on Language Resources and Evaluation (LREC 2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Boolean 多項式の連立方程式の彩色問題への応用2022

    • Author(s)
      町出智也
    • Organizer
      日本数学会2022年度年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Boolean 多項式の連立方程式によるリスト彩色問題の解法2021

    • Author(s)
      町出智也
    • Organizer
      2021年度応用数学合同研究集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ブール多項式の連立方程式に関する公式について(On a formula for systems of Boolean polynomial equations)2021

    • Author(s)
      町出智也
    • Organizer
      第20回広島仙台整数論集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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