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連続系の複雑さを解明する計算理論

研究課題

研究課題/領域番号 18H03203
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分60010:情報学基礎論関連
研究機関京都大学 (2019-2023)
九州大学 (2018)

研究代表者

河村 彰星  京都大学, 数理解析研究所, 准教授 (20600117)

研究分担者 立木 秀樹  京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (10211377)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード計算可能解析 / 計算量 / 線形時間 / パラメタ計算量 / プログラム抽出 / 計算可能性 / 実数表現 / 連分数 / ホロノミック列 / 到達可能性 / フラクタル / 形式証明 / 実数計算 / プログラム理論 / 複素解析 / 厳密計算 / 精度保証 / 計算複雑度 / ランダム性 / 情報量規準 / コルモゴロフ量 / 平均計算量 / 厳密数値計算 / 微分方程式 / 複雑度 / 数値計算
研究成果の概要

本課題では、離散的な領域で計算を論ずるのに使われる概念や手法を自然な形で連続系計算に拡張することを目指し、パラメタつき計算量、平均時の計算量解析、準線形時間計算可能性、証明からのプログラム抽出などに関して、基礎理論を構築・整理するとともに、諸問題の複雑さ理解に適用した。また実数計算について、表現間の翻訳可能性や、計算代数における決定問題、厳密実数計算の実装など、関連する話題の研究や周辺分野との連携を進めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

計算アルゴリズムの記述や計算困難さの解析のための基礎理論は、記号の機械的な処理を基礎に置く計算モデルに基づいて組み立てられており、離散的な問題の分析では広く役立っている。一方、現実世界の多くの問題は、実数などのように近似によってのみ捉えられる連続量を本質的に含む。本課題は、連続系を扱うアルゴリズムにも計算理論を数学的に自然な形で拡張し、計算の実現や困難さの理解に役立てるための研究である。

報告書

(6件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 20件、 招待講演 6件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] アストン大学(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] リュブリャナ大学(スロベニア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立情報学自動制御研究所 (INRIA)(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立情報学自動制禦研究所(INRIA)/リヨン高等師範学校(ENS Lyon)(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 韓国科学技術院(KAIST)(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Elementarily Traceable Irrational Numbers2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshima Keita、Kawamura Akitoshi
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 13967 ページ: 135-140

    • DOI

      10.1007/978-3-031-36978-0_11

    • ISBN
      9783031369773, 9783031369780
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Certified Computation of Nondeterministic Limits2022

    • 著者名/発表者名
      Konecny Michal、Park Sewon、Thies Holger
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science book series (LNCS)

      巻: 13260 ページ: 771-789

    • DOI

      10.1007/978-3-031-06773-0_41

    • ISBN
      9783031067723, 9783031067730
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Second-Order Linear-Time Computability with Applications to Computable Analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Akitoshi、Steinberg Florian、Thies Holger
    • 雑誌名

      Proc. of the 15th Annual Conference on Theory and Applications of Models of Computation (TAMC 2019), April 13-16, 2019, Kitakyushu, Japan

      巻: 11436 ページ: 337-358

    • DOI

      10.1007/978-3-030-14812-6_21

    • ISBN
      9783030148119, 9783030148126
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Parameterized complexity for uniform operators on multidimensional analytic functions and ODE solving2018

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura, F. Steinberg and H. Thies
    • 雑誌名

      Proc. 25th Workshop on Logic, Language, Information and Computation (WoLLIC), Lecture Notes in Computer Science (LNCS)

      巻: 10944 ページ: 223-236

    • DOI

      10.1007/978-3-662-57669-4_13

    • ISBN
      9783662576687, 9783662576694
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Average-case polynomial-time computability of Hamiltonian dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura, H. Thies and M. Ziegler
    • 雑誌名

      Proc. 43rd International Symposium on Mathematical Foundations of Computer Science (MFCS), Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs)

      巻: 117 ページ: 30-30

    • DOI

      10.4230/LIPICS.MFCS.2018.30

    • 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
  • [学会発表] 初等的に追跡される数2024

    • 著者名/発表者名
      河村彰星,廣島佳汰
    • 学会等名
      日本数学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 初等的に追跡される無理数2024

    • 著者名/発表者名
      廣島佳汰
    • 学会等名
      第9回山陰数学と基礎論研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Computational complexity of differential equations2023

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura
    • 学会等名
      17th Asian Logic Conference (ALC)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Subrecursive translations between irrational number representations2023

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura
    • 学会等名
      Fifth Workshop on Digitalization and Computable Models (WDCM)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A number that has an elementary contractor and no elementary sum approximation2023

    • 著者名/発表者名
      K. Hiroshima
    • 学会等名
      Continuity, Computability, Constructivity (CCC)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The ultimate signs of second-order holonomic sequences2023

    • 著者名/発表者名
      F. Hagihara and A. Kawamura
    • 学会等名
      23rd Japan-Korea Joint Workshop on Algorithms and Computation
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 初等的に追跡される無理数2023

    • 著者名/発表者名
      廣島佳汰,河村彰星
    • 学会等名
      情報処理学会第192回アルゴリズム研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 2階ホロノミック列の極限符号2023

    • 著者名/発表者名
      萩原普賢
    • 学会等名
      群・環・言語と計算機科学の周辺領域
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2階ホロノミック列の極限符号2023

    • 著者名/発表者名
      河村彰星,萩原普賢
    • 学会等名
      冬のLAシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Induction and coindution for computing exact overlaps of fractals2022

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuiki
    • 学会等名
      Continuity, Computability, Constructivity (CCC)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Some steps toward program extraction in a type-theoretical interpretation of IFP2022

    • 著者名/発表者名
      U. Berger, S. Park, H. Thies and H. Tsuiki
    • 学会等名
      Continuity, Computability, Constructivity (CCC)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Induction / coinduction and projections of fractals2022

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuiki
    • 学会等名
      Proof and Computation
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polynomial-time equivalent representations of compact sets in Euclidean spaces2022

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura
    • 学会等名
      Continuity, Computability, Constructivity (CCC)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A number that has an elementary trace function and no elementary sum approximation2022

    • 著者名/発表者名
      K. Hiroshima
    • 学会等名
      Continuity, Computability, Constructivity (CCC)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 実函数の計算理論2022

    • 著者名/発表者名
      河村彰星
    • 学会等名
      組合せ最適化セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Verified computation over real numbers and other continuous objects2022

    • 著者名/発表者名
      S. Park
    • 学会等名
      Second Japan-Russia Workshop on Effective Descriptive Set Theory, Computable Analysis and Automata
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analog characterization of complexity classes2022

    • 著者名/発表者名
      R. Gozzi
    • 学会等名
      Second Japan-Russia Workshop on Effective Descriptive Set Theory, Computable Analysis and Automata
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Average-case polynomial-time computability of Hamiltonian dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura
    • 学会等名
      First Japan-Russia Workshop on Effective Descriptive Set Theory, Computable Analysis and Automata
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時間限定の下での中間次数について2020

    • 著者名/発表者名
      河村彰星
    • 学会等名
      第7回山陰基礎論・解析学研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] グレー符号と乱択近似可能実数2019

    • 著者名/発表者名
      河村,レシーヌ
    • 学会等名
      情報処理学会第172回アルゴリズム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] On randomized polynomial-time approximability of real numbers and sets2019

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura and U. Lechine
    • 学会等名
      Third Workshop on Mathematical Logic and its Applications (MLA)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gray code representation and polynomial-time approximability2019

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura
    • 学会等名
      Computability Theory and Foundations of Mathematics (CTFM) 2019
    • 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] Applications of average-case complexity to problems in analysis2018

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura, H. Thies and M. Ziegler
    • 学会等名
      夏のエルエーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Average-case polynomial-time computability of the three-body problem2018

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura
    • 学会等名
      Dagstuhl Seminar 18361: Measuring the Complexity of Computational Content: From Combinatorial Problems to Analysis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computable analysis and computability in linear time2018

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura, F. Steinberg and H. Thies
    • 学会等名
      Computability Theory and Foundations of Mathematics (CTFM) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On proving parameterized polynomial time computability of compositions of fundamental functions2018

    • 著者名/発表者名
      H. Hamamoto, A. Kawamura and M. Ziegler
    • 学会等名
      Computability Theory and Foundations of Mathematics (CTFM) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Applying ideas in discrete complexity theory to the continuous world2018

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura
    • 学会等名
      Continuity, Computability, Constructivity (CCC) 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] A class for second-order linear-time computability2018

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura, F. Steinberg and H. Thies
    • 学会等名
      Continuity, Computability, Constructivity (CCC) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グレー符号と乱択近似可能数2018

    • 著者名/発表者名
      河村
    • 学会等名
      数学基礎論若手の会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 連続系の複雑さを解明する計算理論

    • URL

      https://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~kawamura/18H03203/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [備考] 連続系の複雑さを解明する計算理論

    • URL

      http://www.fc.inf.kyushu-u.ac.jp/~kawamura/18H03203/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Workshop on Computability Theory and Foundations of Mathematics (CTFM) 20182018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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