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常微分方程式の完全精度解法の高速な実装に向けて

研究課題

研究課題/領域番号 18J10407
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 情報学基礎理論
研究機関九州大学

研究代表者

THIES HOLGER  九州大学, システム情報科学研究院, 助教

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード計算理論 / 計算量理論 / 計算可能解析 / 実数の計算理論 / 計算機援用証明 / 常微分方程式 / 力学系 / 平均計算量
研究実績の概要

In the first year of the project, some of the theoretical results on the computational complexity of ODE solving could be improved. The main goal of this year was to make progress on the more practical side of the project, more specifically on formalizing algorithms from computable analysis in the coq proof assistant.
This formalization was done in close collaboration with researchers in Europe and the formalized results have been made part of a library called "Incone", a Coq library for computable analysis.
As a first result, some more theoretical aspects have been formalized. Part of the work has been published in the proceedings of the 10th International Conference on Interactive Theorem Proving (ITP 2019).
A longer version containing several additional results has also been accepted as a journal publication.
In a second step more practical facets have been considered. In particular, a verified implementation of error-free real number computation (exact real computation) was developed in the Coq framework. The focus of this implementation was to not only verify its correctness, but also be comparable to non-verified implementations of exact real arithmetic in terms of efficiency.
The above work also lead to some new theoretical results regarding the semantics of exact real computation and the formulation of computable analysis in a type-theoretic setting. The work has been made part of the incone library which can be found online. Some of the main results have also been summarized in papers and are expected to be published soon.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Quantitative Continuity and Computable Analysis in Coq2019

    • 著者名/発表者名
      Florian Steinberg, Laurent Thery, Holger Thies
    • 雑誌名

      Proc. of the 10th International Conference on Interactive Theorem Proving (ITP 2019), September 9-12, 2019, Portland, OR, USA, LIPIcs-Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 141

    • 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] 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
      2018 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] Formally verified computable analysis and exact real computation2020

    • 著者名/発表者名
      Michal Konecny, Florian Steinberg, Holger Thies
    • 学会等名
      LA Symposium Winter 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Second-order linear-time complexity and applications to computable analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Kawamura, Florian Steinberg, Holger Thies
    • 学会等名
      15th Annual Conference on Theory and Applications of Models of Computation
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formal proofs about metric spaces and continuity in Coq2019

    • 著者名/発表者名
      Florian Steinberg, Holger Thies
    • 学会等名
      Sixteenth International Conference on Computability and Complexity in Analysis
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analytic ordinary differential equations - from computational complexity to efficient and verified algorithms2019

    • 著者名/発表者名
      Holger Thies
    • 学会等名
      Computability, Continuity, Constructivity - from Logic to Algorithms 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Computable analysis, exact real arithmetic and analytic functions in Coq2019

    • 著者名/発表者名
      Florian Steinberg, Holger Thies
    • 学会等名
      The Coq Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computable analysis and verified exact real computation in Coq2019

    • 著者名/発表者名
      Michal Konecny, Florian Steinberg, Holger Thies
    • 学会等名
      The 22nd Japan-Korea Joint Workshop on Algorithms and Computation
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Some formal proofs of isomorphy and discontinuity2019

    • 著者名/発表者名
      Steinberg Florian, Thies Holger
    • 学会等名
      Third Workshop on Mathematical Logic and its Applications, Nancy, France
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A class for second-order linear-time computability2018

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Akitoshi, Steinberg Florian, Thies Holger
    • 学会等名
      Continuity, Computability, Constructivity (CCC) 2018, Faro, Portugal
    • 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
      Kawamura Akitoshi, Steinberg Florian, Thies Holger
    • 学会等名
      Workshop on Computability Theory and Foundations of Mathematics 2018, Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Applications of average-case complexity to problems in analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Akitoshi, Thies Holger, Ziegler Martin
    • 学会等名
      LA Symposium, Chiba, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Personal homepage

    • URL

      http://www.holgerthies.com

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] The Incone Coq library

    • URL

      https://github.com/FlorianSteinberg/incone

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Holger Thies (personal homepage)

    • URL

      http://www.holgerthies.com

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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