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連続的な対象に対する定数時間アルゴリズム

研究課題

研究課題/領域番号 17H04676
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
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

吉田 悠一  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 准教授 (50636967)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード定数時間アルゴリズム / 性質検査 / 実関数 / 確率密度推定 / テンソル分解 / 多項式 / 単調性 / 線形性 / 連続最適化 / ガウス過程回帰 / 二次関数最小化 / 多項式計画問題 / 線形逆問題
研究成果の概要

定数時間アルゴリズムとは、判定問題や最適化問題を入力サイズに依らない定数時間で近似的に解く枠組みである。これまで多くの離散的な対象、例えばグラフや文字列などに対する定数時間アルゴリズムは研究されていたが、連続的な対象、例えば実関数、実数上の行列・テンソル、ユークリッド空間上の確率分布など、に対する定数時間アルゴリズムの研究は限定的であった。本研究課題ではこれらの連続的な対象に取り組み、二次関数最小化、実関数が線形関数かや低次の多項式かの判定、テンソルのタッカー分解、ガウス過程回帰、微分不能な確率分布の確率密度推定を行う定数時間アルゴリズムを構築することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

離散的な対象と同様に連続的な対象の場合も、入力を構造部分と擬似ランダム部分に分け、構造部分に着目することで定数時間アルゴリズムが設計できる場合があることが分かってきた。ただし離散的な対象の時のようにそれが唯一の方法であるとまでは言えていないので、引き続き研究を行っていく必要がある。またテンソル分解や確率密度推定のように実用的に使われている問題に対しても定数時間アルゴリズムが有効に活用できることがわかった。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2020 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Waterloo/Memorial University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2020 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
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Hebrew University/Reichman University(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California, San Diego(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Waterloo(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Downsampling for Testing and Learning in Product Distributions2022

    • 著者名/発表者名
      Nathaniel Harms, Yuichi Yoshida
    • 雑誌名

      Proceedings of the 49th EATCS International Colloquium on Automata, Languages and Programming

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Low Degree Testing over the Reals2022

    • 著者名/発表者名
      Vipul Arora, Arnab Bhattacharyya, Noah Fleming, Esty Kelman, Yuichi Yoshida
    • 雑誌名

      arXiv preprint arXiv:2204.08404

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Distribution-Free Testing of Linear Functions on R^n2020

    • 著者名/発表者名
      Noah Fleming and Yuichi Yoshida
    • 雑誌名

      Proceedings of the 11th Innovations in Theoretical Computer Science (ITCS)

      巻: なし

    • 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] On Random Subsampling of Gaussian Process Regression: A Graphon-Based Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Hayashi, Msaaki Imaizumi, Yuichi Yoshida
    • 雑誌名

      Proceedings of the 23rd International Conference on Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS)

      巻: なし

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sublinear-Time Quadratic Minimization via Spectral Decomposition of Matrices2018

    • 著者名/発表者名
      Amit Levi and Yuichi Yoshida
    • 雑誌名

      Approximation, Randomization, and Combinatorial Optimization. Algorithms and Techniques (APPROX/RANDOM 2018)

      巻: 116

    • DOI

      10.4230/LIPICS.APPROX-RANDOM.2018.17

    • 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] 0/1/All CSPs, Half-Integral A-Path Packing, and Linear-Time FPT Algorithms2018

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Iwata, Yutaro Yamaguchi, Yuichi Yoshida
    • 雑誌名

      Proceedings of the 59th IEEE Annual Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS)

      巻: - ページ: 462-473

    • DOI

      10.1109/focs.2018.00051

    • 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] Statistically Efficient Estimation for Non-Smooth Probability Densities2018

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Imaizumi, Takanori Maehara, and Yuichi Yoshida
    • 雑誌名

      Proceedings of the 21st International Conference on Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS)

      巻: 84 ページ: 978-987

    • 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] Fitting Low-Rank Tensors in Constant Time2017

    • 著者名/発表者名
      Kohei Hayashi and Yuichi Yoshida
    • 雑誌名

      Advances in Neural Information Processing Systems 30 (NIPS 2017)

      巻: 30 ページ: 2473-2481

    • 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] Parameterized Testability2017

    • 著者名/発表者名
      Iwama Kazuo and Yoshida Yuichi
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Computation Theory

      巻: 9 号: 4 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1145/3155294

    • 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
  • [学会発表] 連続最適化問題に対する定数時間アルゴリズム2018

    • 著者名/発表者名
      吉田悠一
    • 学会等名
      第21回情報論的学習理論ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Property Testing: Problems and Techniques2022

    • 著者名/発表者名
      Arnab Bhattacharyya, Yuichi Yoshida
    • 総ページ数
      427
    • 出版者
      Springer Singapore
    • ISBN
      9789811686214
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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