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対数領域計算モデルのメモリアクセス回数による能力の比較

研究課題

研究課題/領域番号 20K19741
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60010:情報学基礎論関連
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

長尾 篤樹  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 講師 (20802622)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード領域計算量 / 対数領域計算モデル / 分岐プログラム / 木構造関数値評価問題 / 一回読み制限 / 計算量クラスの分離 / 計算量理論 / 充足可能性問題 / アルゴリズム / 厳密アルゴリズム / Sub-SAT / Read-k-time
研究開始時の研究の概要

計算の複雑さの階層を解析する学問が計算量理論である.本研究では対数領域計算モデルに焦点を当て,メモリの読み込み回数の制限の有無が計算モデルの持つ性能に差異を生むかどうかを解析する.本研究の究極の目的は対数領域計算クラスと多項式時間計算クラスの分離である.

研究成果の概要

本研究は対数領域計算モデルの計算限界を探求するために、メモリアクセス回数の制限をもつ対数領域計算モデルに着目し、そのモデルでは計算できないであろうと考えられている関数やその変種に対しての計算量の解析を行った。
結果として、既存研究において示された三分木上の木構造感数値評価問題を解くSemantic Read-once 分岐プログラムのサイズ下界が超多項式になるという命題を拡張し、五分木上の木構造感数値評価問題についてもSemantic Read-once 分岐プログラムのサイズ下界が超多項式になることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により、対数領域計算限界の解明に向けて一つの足がかりを構築することができたと言える。究極的な解明が行われた際の学術的意義として、計算モデルの限界がより明確に整理され、計算の特徴による複雑さの区分けがより明確になることが挙げられる。その解明が他の計算クラスにまで波及することも考えられ、その際は量子コンピュータ等の計算限界の解明等に繋がれば、それが実装された社会における暗号技術の基盤の創成になるなどの社会的意義も考えられる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] A Satisfiability Algorithm for Deterministic Width-2 Branching Programs2022

    • 著者名/発表者名
      Tomu MAKITA, Atsuki NAGAO, Tatsuki OKADA, Kazuhisa SETO, Junichi TERUYAMA
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E105.A 号: 9 ページ: 1298-1308

    • DOI

      10.1587/transfun.2021EAP1120

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2022-09-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Satisfiability Algorithm for Syntactic Read-k-times Branching Programs2020

    • 著者名/発表者名
      Atsuki Nagao, Kazuhisa Seto, and Junichi Teruyama
    • 雑誌名

      Theory of Computing Systems

      巻: 64 号: 8 ページ: 1392-1407

    • DOI

      10.1007/s00224-020-09996-3

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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