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Algebraic Complexity Theory: New Approaches and Algorithmic Applications

研究課題

研究課題/領域番号 16H05853
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 情報学基礎理論
研究機関名古屋大学 (2019)
京都大学 (2016-2018)

研究代表者

ルガル フランソワ  名古屋大学, 多元数理科学研究科, 准教授 (50584299)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード計算量理論 / アルゴリズム / 代数的問題 / 量子計算
研究成果の概要

本研究課題では、代数的計算量理論に基づき、理論計算機科学の諸問題を解くための新しい手法を開発した。研究期間内に得た主な成果は次のように大別できる。
まず、代数的問題を解く新しいアプローチを開発し、長方形行列積アルゴリズムの高速化に成功した。次、代数的手法を新たな理論計算機科学の問題に応用することができた。特に分散計算においては、様々な問題に対して、高速な分散アルゴリズムを構築した。最後に、グラフ問題に対して、従来のアルゴリズムより高速な量子アルゴリズムの開発にも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

行列積は情報処理の普遍的な計算である。本研究で開発した行列積アルゴリズムは世界最高速であり、すでに理論計算機科学に広く使われており、今後もアルゴリズムの設計の重要なツールになると期待できる。分散計算における新アプローチは、汎用性が高く、分散計算の基幹技術になる可能性が高い。開発した量子アルゴリズムも、重要なグラフ問題を解くものであり、量子計算の優位性の確立に向けて大きな役割を果たすと期待できる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 7件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 18件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] IRIF(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Technion(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] National University of Singapore(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] テルアビブ大学(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] フランス国立科学研究センター(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] カリフォルニア工科大学/マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum distributed algorithm for triangle finding in the CONGEST model2020

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Izumi, Francois Le Gall, Frederic Magniez
    • 雑誌名

      Leibniz International Proceedings in Informatics (STACS 2020)

      巻: 154

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantum Query Complexity of Unitary Operator Discrimination2019

    • 著者名/発表者名
      KAWACHI Akinori、KAWANO Kenichi、LE GALL Francois、TAMAKI Suguru
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E102.D 号: 3 ページ: 483-491

    • DOI

      10.1587/transinf.2018FCP0012

    • NAID

      130007606941

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2019-03-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Average-case quantum advantage with shallow circuits2019

    • 著者名/発表者名
      Francois Le Gall
    • 雑誌名

      Leibniz International Proceedings in Informatics (CCC 2019)

      巻: 137

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantum Distributed Algorithm for the All-Pairs Shortest Path Problem in the CONGEST-CLIQUE Model.2019

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Izumi,Francois Le Gall
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2019 ACM Symposium on Principles of Distributed Computing, PODC 2019, Toronto, ON, Canada, July 29 - August 2, 2019.

      巻: 無し ページ: 84-93

    • DOI

      10.1145/3293611.3331628

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generalized quantum Arthur-Merlin games2019

    • 著者名/発表者名
      Hirotada Kobayashi, Francois Le Gall, Harumichi Nishimura
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Computing

      巻: 48 号: 3 ページ: 865-902

    • DOI

      10.1137/17m1160173

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantum Advantage for the LOCAL Model in Distributed Computing2019

    • 著者名/発表者名
      Francois Le Gall, Harumichi Nishimura, Ansis Rosmanis
    • 雑誌名

      Leibniz International Proceedings in Informatics (STACS 2019)

      巻: 126

    • DOI

      10.4230/LIPICS.STACS.2019.49

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interactive Proofs with Polynomial-Time Quantum Prover for Computing the Order of Solvable Groups2018

    • 著者名/発表者名
      Francois Le Gall, Tomoyuki Morimae, Harumichi Nishimura, Yuki Takeuchi
    • 雑誌名

      Leibniz International Proceedings in Informatics (MFCS 2018)

      巻: 117

    • DOI

      10.4230/LIPICS.MFCS.2018.26

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sublinear-Time Quantum Computation of the Diameter in CONGEST Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Francois Le Gall, Frederic Magniez
    • 雑誌名

      Proceedings of the 37th ACM Symposium on Principles of Distributed Computing

      巻: -- ページ: 337-346

    • DOI

      10.1145/3212734.3212744

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Improved Rectangular Matrix Multiplication using Powers of the Coppersmith-Winograd Tensor2018

    • 著者名/発表者名
      Francois Le Gall, Florent Urrutia
    • 雑誌名

      Proceedings of the 29th ACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms (SODA 2018)

      巻: 無 ページ: 1029-1046

    • DOI

      10.1137/1.9781611975031.67

    • ISBN
      9781611975031
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiparty Quantum Communication Complexity of Triangle Finding2018

    • 著者名/発表者名
      Francois Le Gall and Shogo Nakajima
    • 雑誌名

      Proceedings of the Conference on the Theory of Quantum Computation, Communication and Cryptography (TQC 2017), LIPIcs

      巻: 73

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.TQC.2017.6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Probabilistic Logarithmic-Space Algorithms for Laplacian Solvers2017

    • 著者名/発表者名
      Doron, Dean ; Le Gall, Francois ; Ta-Shma, Amnon
    • 雑誌名

      Approximation, Randomization, and Combinatorial Optimization. Algorithms and Techniques (APPROX/RANDOM 2017)

      巻: 81

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.APPROX-RANDOM.2017.41

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantum Query Complexity of Unitary Operator Discrimination2017

    • 著者名/発表者名
      Kawachi Akinori、Kawano Kenichi、Le Gall Fran?ois、Tamaki Suguru
    • 雑誌名

      COCOON 2017, LNCS

      巻: 10392 ページ: 309-320

    • DOI

      10.1007/978-3-319-62389-4_26

    • ISBN
      9783319623887, 9783319623894
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Triangle Finding and Listing in CONGEST Networks2017

    • 著者名/発表者名
      Izumi Taisuke、Le Gall Fran?ois
    • 雑誌名

      Proceedings of the 36th ACM Symposium on Principles of Distributed Computing (PODC 2017)

      巻: 無 ページ: 381-389

    • DOI

      10.1145/3087801.3087811

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantum Algorithm for Triangle Finding in Sparse Graphs2017

    • 著者名/発表者名
      Le Gall Fran?ois、Nakajima Shogo
    • 雑誌名

      Algorithmica

      巻: 79 号: 3 ページ: 941-959

    • DOI

      10.1007/s00453-016-0267-z

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantum Communication Complexity of Distributed Set Joins2016

    • 著者名/発表者名
      Stacey Jeffery, Francois Le Gall
    • 雑誌名

      Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 58

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.MFCS.2016.54

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Further Algebraic Algorithms in the Congested Clique Model and Applications to Graph-Theoretic Problems2016

    • 著者名/発表者名
      Francois Le Gall
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 9888 ページ: 57-70

    • DOI

      10.1007/978-3-662-53426-7_5

    • ISBN
      9783662534250, 9783662534267
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modified group non-membership is in AWPP2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Morimae, Harumichi Nishimura and Francois Le Gall
    • 雑誌名

      Quantum Information and Computation

      巻: 17(3&4) ページ: 242-250

    • 関連する報告書
      2016 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] Improving Quantum Query Complexity of Boolean Matrix Multiplication Using Graph Collision.2015

    • 著者名/発表者名
      Stacey Jeffery, Robin Kothari, Francois Le Gall and Frederic Magniez.
    • 雑誌名

      Algorithmica, published online

      巻: - 号: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1007/s00453-015-9985-x

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Sublinear-Time Quantum Computation of the Diameter in CONGEST Networks2019

    • 著者名/発表者名
      Francois Le Gall
    • 学会等名
      22nd Annual Conference on Quantum Information Processing (QIP 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum Distributed Computing2018

    • 著者名/発表者名
      Francois Le Gall
    • 学会等名
      20th International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sublinear-Time Quantum Computation of the Diameter in CONGEST Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Francois Le Gall
    • 学会等名
      第38回量子情報技術研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Further Algebraic Algorithms in the Congested Clique Model and Applications to Graph-Theoretic Problems2016

    • 著者名/発表者名
      Francois Le Gall
    • 学会等名
      コンピュテーション研究会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-10-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-01-28  

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