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NP困難問題に対する現実的応用手法の理論解析

研究課題

研究課題/領域番号 13J06487
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 情報学基礎
研究機関東京大学

研究代表者

岩田 陽一  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードParameterized計算量 / SETH / 指数時間アルゴリズム / FPTアルゴリズム / 分枝限定法 / 木幅 / LP緩和 / 最小カット / 現実ネットワーク / 最短路クエリ
研究実績の概要

27年度は主に,SETH(Strong Exponential Time Hypothesis)という仮定に関連する計算量下界の研究を行った.このSETHはCNF-SATに対して自明な全探索による2のn乗より真に効率的な解法は存在しないことを仮定したものであり,この仮定の元,近年様々な問題に対する計算量下界の証明が行われてきたが,指数時間計算量においてはNP完全性と異なり,CNF-SATにそれほどの一般性が無いという問題点があった.本研究では,この問題点を克服するため,新しくCNF-SATのみならず,集合被覆やハミルトン閉路など様々な難しい問題を含む計算量クラスEPNL(Exactly Parameterized NL)を導入し,木分解上の問題について,それらが単にCNF-SATよりも難しいだけでなく,任意のEPNLに属する問題よりも難しいという証明を行った.これはNP困難問題が単にCNF-SATよりも難しいだけでなく,任意のNP問題よりも難しいというのと同様の議論であり,SETHが仮に偽だったとしてもこれらの問題をより効率的に解くことは難しそうであると言える.この成果はESA 2015に採択され,発表を行った.この証明の中では新たに問題の構造の良さを保つ,Decomposition-based reductionという新しい帰着手法を提案しており,現実の問題をSAT Solverで解くための帰着にこの新しい帰着手法を活用する研究も行った.また,これまで国際会議で発表してきた成果のジャーナル出版作業を進めた.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Branch-and-reduce exponential/FPT algorithms in practice: A case study of vertex cover2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Akiba, Yoichi Iwata
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 609 ページ: 211-225

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2015.09.023

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ネットワーク上の頂点間特徴量としてのTop-<i>k</i> 距離とその高速なクエリ応答2016

    • 著者名/発表者名
      秋葉拓哉, 林孝紀, 則のぞみ, 岩田陽一, 吉田悠一
    • 雑誌名

      人工知能学会論文誌

      巻: 31 号: 2 ページ: B-F71_1-12

    • DOI

      10.1527/tjsai.B-F71

    • NAID

      130005126836

    • ISSN
      1346-0714, 1346-8030
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On the Equivalence among Problems of Bounded Width2015

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Iwata and Yuichi Yoshida
    • 雑誌名

      Proceedings of the 23rd Annual European Symposium on Algorithms (ESA)

      巻: なし ページ: 754-765

    • DOI

      10.1007/978-3-662-48350-3_63

    • ISBN
      9783662483497, 9783662483503
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An Exact Algorithm for Diameters of Large Real Directed Graphs2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Akiba, Yoichi Iwata, Yuki Kawata
    • 雑誌名

      Experimental Algorithms - 14th International Symposium, SEA 2015

      巻: - ページ: 56-67

    • DOI

      10.1007/978-3-319-20086-6_5

    • ISBN
      9783319200859, 9783319200866
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Computing Personalized PageRank Quickly by Exploiting Graph Structures2014

    • 著者名/発表者名
      Takanori Maehara, Takuya Akiba, Yoichi Iwata, Ken-ichi Kawarabayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the VLDB Endowment (PVLDB)

      巻: 7(12) ページ: 1023-1034

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fast Shortest-Path Distance Queries on Road Networks by Pruned High way Labeling2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Akiba, Yoichi Iwata, Ken-ichi Kawarabayashi, and Yuki Kawata
    • 雑誌名

      Proceedings of the Sixteenth Meeting on Algorithm Engineering and Experiments (ALENEX '14)

      ページ: 147-154

    • DOI

      10.1137/1.9781611973198.14

    • ISBN
      9781611973198
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear-Time FPT Algorithms via Network Flow2014

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Iwata, Keigo Oka, and Yuichi Yoshida
    • 雑誌名

      Proceedings of the Twenty-Fifth Annual ACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms, (SODA 2014)

      ページ: 1749-1761

    • DOI

      10.1137/1.9781611973402.127

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast Exact Shortest-Path Distance Queries on Large Networks by Pruned Landmark Labeling2013

    • 著者名/発表者名
      Takuya Akiba, Yoichi Iwata, and Yuichi Yoshida
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2013 ACM SIGMOD International Conference on Management of Data (SIGMOD'13)

      巻: 1 ページ: 349-360

    • DOI

      10.1145/2463676.2465315

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast and scalable reachability queries on graphs by pruned labeling with landmarks and paths2013

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Yano, Takuya Akiba, Yoichi Iwata, and Yuichi Yoshida
    • 雑誌名

      Proceedings of the 22nd ACM international conference on Conference on information & knowledge management (CIKM '13)

      巻: 1 ページ: 1601-1606

    • DOI

      10.1145/2505515.2505724

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear-time enumeration of maximal k-edge-connected subgraphs in large networks by random contraction2013

    • 著者名/発表者名
      Takuya Akiba, Yoichi Iwata, and Yuichi Yoshida
    • 雑誌名

      Proceedings of the 22nd ACM international conference on Conference on information & knowledge management (CIKM '13)

      巻: 1 ページ: 909-918

    • DOI

      10.1145/2505515.2505751

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Reductions among Problems of Bounded Width2015

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Iwata, Yuichi Yoshida
    • 学会等名
      COMP-ELC 学生シンポジウム (電子情報通信学会 2015 総合大会)
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Efficient Top-k Shortest-Path Distance Queries on Large Networks by Pruned Landmark Labeling2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Akiba, Takanori Hayashi, Nozomi Nori, Yoichi Iwata, Yuichi Yoshida
    • 学会等名
      The 29th AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI 2015)
    • 発表場所
      Austin, USA
    • 年月日
      2015-01-25 – 2015-01-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Branch-and-Reduce Exponential/FPT Algorithms in Practice: A Case Study of Vertex Cover2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Akiba, Yoichi Iwata
    • 学会等名
      Meeting on Algorithm Engineering & Experiments (ALENEX 2015)
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2015-01-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fast Dynamic Graph Algorithms for Parameterized Problems2014

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Iwata, Keigo Oka
    • 学会等名
      The 14th Scandinavian Symposium and Workshops on Algorithm Theory (SWAT 2014)
    • 発表場所
      Copenhagen, Denmark
    • 年月日
      2014-07-02 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic and historical shortest-path distance queries on large evolving networks by pruned landmark labeling2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Akiba, Yoichi Iwata, Yuichi Yoshida
    • 学会等名
      The 23rd International World Wide Web Conference (WWW 2014)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2014-04-07 – 2014-04-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 2-Hop ラベルの直接的な計算によるグラフ最短経路クエリ処理の効率化2014

    • 著者名/発表者名
      秋葉拓哉, 岩田陽一, 吉田悠一
    • 学会等名
      第6回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム
    • 発表場所
      ウェスティン淡路(兵庫県淡路島)
    • 年月日
      2014-03-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 枝刈り探索によるソーシャルネットワークでの影響最大化アルゴリズム2014

    • 著者名/発表者名
      大坂直人, 秋葉拓哉, 吉田悠一, 河原林健一
    • 学会等名
      第6回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム
    • 発表場所
      ウェスティン淡路(兵庫県淡路島)
    • 年月日
      2014-03-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 道路ネットワークでの枝刈りパスラベリングによる最短路クエリ2013

    • 著者名/発表者名
      河田祐樹, 秋葉拓哉, 岩田陽一
    • 学会等名
      コンピュテーション研究会
    • 発表場所
      奈良女子大学(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2013-06-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] ネットワーク管理装置、ネットワーク管理方法及びプログラム2014

    • 発明者名
      秋葉 拓哉, 岩田 陽一, 吉田 悠一
    • 権利者名
      秋葉 拓哉, 岩田 陽一, 吉田 悠一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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