理論的に困難な問題を現実的な時間で解くアルゴリズムとデータ構造の研究

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H04091
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分60:情報科学、情報工学およびその関連分野
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 上原 隆平 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (00256471)
• 研究分担者: 齋藤 寿樹 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (00590390) ; 鈴木 顕 東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (10723562) ; 川原 純 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (20572473) ; 伊藤 健洋 東北大学, 情報科学研究科, 教授 (40431548) ; 山中 克久 岩手大学, 理工学部, 教授 (60508836) ; 吉仲 亮 東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (80466424) ; 大舘 陽太 名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (80610196)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: アルゴリズム / 計算量の理論 / データ構造 / 二部決定図（BDD) / 組合せ遷移

研究成果の概要

近年、コンピュータの機能向上は著しい。しかし一般のユーザの想像に反して、コンピュータが問題を解く速度が向上している原因の主要なファクターは、ハードウェアの性能向上ではなく、その上のソフトウェア、特にアルゴリズムやデータ構造の発展の方が多大な貢献をしている。本研究テーマでは、様々な組合せ最適化問題に対して、まず理論的な困難性を示し、そのプロセスで明らかになった問題の性質を用いることで、問題を効率よく解くためのアルゴリズムを設計・開発した。

自由記述の分野

理論計算機科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究テーマでは、理論計算機科学分野における研究成果を、より実用的な方向に牽引することに成功した。これまで理論的に手に負えないとされてきた問題の中のいくつかに対して、現実的な規模であれば、現実的かつ実用的な計算資源で解ける場合があることを明らかにした。また、理論計算機科学分野のソサエティに大きな影響を与え、本研究プロジェクトの参加メンバーにより、発展的な研究テーマである学術変革(A)「大規模離散構造の理解と革新的アルゴリズム基盤の創出」と学術変革(B)「計算機科学アプローチによる組合せ遷移の展開：アルゴリズムの自動生成に向けて」が申請・採択され、活動した事実は大きな学術的・社会的意義がある。