超大複雑ネットワークの高次探索：グラフ分解理論から実用高速アルゴリズムへの挑戦

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24650003
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 情報学基礎
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 今井 浩 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (80183010)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: アルゴリズム理論 / グラフマイナー理論 / 指数時間アルゴリズム / ビッグデータ

研究概要

Webリンクグラフ、社会ネットワークや巨大地図グラフなどの超大規模ネットワークを、その規模を乗り越えて高速・高次処理するアルゴリズムの設計・解析を目指して、グラフ・ネットワーク理論の基礎成果も創出しながら研究を進めた。具体的には、グラフマイナー理論を超大複雑ネットワークに適用し、情報流通の核となるコア部分と、その他の木的な部分に分解するコア木分解を新たに、その性質を活用した高速最短路クエリ・到達可能性クエリを処理するアルゴリズムを与えた。指数時間アルゴリズムの観点から、厳密に解ける問題サイズを倍などにすることについても固定パラメタ計算複雑度解析を行い、量子計算問題にも適用した。

研究成果

• [雑誌論文] Parametric Multiroute Flow and its Application to Robust Network with k Edge Failures (2014)
  • 著者名/発表者名: J.-F. Baffier, V. Suppakitpaisarn, H. Hiraishi, and H. Imai
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: (to appear)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Linear-Time FPT Algorithms via Network Flow (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Iwata, K. Oka, and Y. Yoshida
  • 雑誌名: Proceedings of the 25th ACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms ページ: 1794-1761
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proximity and Motion Planning on 1-Rigid Planar Periodic Graphs (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Fu, A. Hashikura, and H. Imai
  • 雑誌名: Transactions on Computational Science 巻: Vol.XX (LNCS Vol.8110) ページ: 72-91
  • 査読あり
• [雑誌論文] Linear-time enumeration of maximal k-edge-connected subgraphs in large networks by random contraction (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Akiba, Y. Iwata, and Y. Yoshida
  • 雑誌名: Proceedings of the 22nd ACM international conference on Conference on Information & Knowledge Management ページ: 909-918
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast and scalable reachability queries on graphs by pruned labeling with landmarks and paths (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yano, T. Akiba, Y. Iwata, and Y. Yoshida
  • 雑誌名: Proceedings of the 22nd ACM international conference on Conference on information &knowledge management ページ: 1601-1605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast exact shortest-path distance queries on large networks by pruned landmark labeling (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Akiba, Y. Iwata, and Y. Yoshida
  • 雑誌名: Proceedings of the 2013 ACM SIGMOD International Conference on Management of Data ページ: 349-360
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast Elliptic Curve Cryptography Using Optimal Double-Base Chains (2012)
  • 著者名/発表者名: V. Suppakitpaisarn, M. Edahiro, and H. Imai
  • 雑誌名: Proceedings of the International Conference on Informatics & Application (ICIA2012) ページ: 190-204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimal elliptic curve scalar multiplication using double-base chains (2012)
  • 著者名/発表者名: V. Suppakitpaisarn, M. Edahiro, and H. Imai
  • 雑誌名: International Journal of Digital Information and Wireless Communications (IJDIWC) 巻: Vol.2 ページ: 115-134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum network coding for quantum repeaters (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Satoh, F. Le Gall, and H. Imai
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 86 ページ: 032331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exact and approximation algorithms for the maximum constraint satisfaction problem over the point algebra (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Iwata, Y. Yoshida
  • 雑誌名: Proceedings of the 30th Symposium on Theoretical Aspects of Computer Science ページ: 127-138
  • 査読あり
• [学会発表] 2-Hopラベルの直接的な計算によるグラフ最短経路クエリ処理の効率化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 秋葉拓哉, 岩田陽一, 吉田悠一
  • 学会等名: 第6回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム(DEIM)
  • 発表場所: ウェスティン淡路島, 兵庫県
  • 年月日: 2014-03-03
• [学会発表] Representing quantum graph states by binary decision diagrams (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Hiraishi, H. Imai, Y. Iwata, and B. Lin
  • 学会等名: Quantum Information Processing 2014
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2014-02-03
• [学会発表] Linear Rank-Width Bounds for BDD of Quantum Graph States (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Hiraishi, H. Imai, Y. Iwata, and B. Lin
  • 学会等名: LAシンポジウム冬
  • 発表場所: 京都大学, 京都府
  • 年月日: 2014-01-28
• [学会発表] 二分決定図を用いた量子グラフ状態の表現 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平栗勇人, 平石秀史, 今井浩
  • 学会等名: 第29回量子情報技術研究会(QIT29)
  • 発表場所: 早稲田大学, 東京都
  • 年月日: 2013-11-18
• [学会発表] Fast Exact Distance Queries on Large Networks by Pruned Shortest-Path Trees (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Akiba, Y. Iwata, and Y. Yoshida
  • 学会等名: Third Workshop on Algorithms for Large-Scale Information Processing (ALSIP 2012)
  • 発表場所: 宮崎観光ホテル, 宮崎県
  • 年月日: 2012-11-30
• [学会発表] イジング分配関数の古典・量子計算について (2012)
  • 著者名/発表者名: 今井浩, 平栗勇人, 平石秀史, 夫紀恵
  • 学会等名: 第27回量子情報技術研究会(QIT27)
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス, 神奈川県
  • 年月日: 2012-11-27
• [学会発表] Quantum states associated with 2D periodic graph (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Fu, Y. Hirakuri, H. Imai, and A. Motoyama
  • 学会等名: Asian Quantum Infor- mation Science Conference (AQIS2012)
  • 発表場所: 蘇州, 中華人民共和国
  • 年月日: 2012-08-23
• [学会発表] 点マイナーによるArchimedeanタイリングの万能量子計算能力性の証明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平栗勇人, 夫紀恵, 今井浩, 元山明
  • 学会等名: 夏のLAシンポジウム
  • 発表場所: 宮津ロイヤルホテル, 京都府
  • 年月日: 2012-07-18
• [学会発表] グラフマイナーによる二次元連結周期グラフのunbounded rank-width性の証明とその量子計算能力 (2012)
  • 著者名/発表者名: 元山明, 夫紀恵, 平栗勇人, 今井浩
  • 学会等名: 夏のLAシンポジウム
  • 発表場所: 宮津ロイヤルホテル, 京都府
  • 年月日: 2012-07-18
• [学会発表] Evaluating Optimized Computation in Double-Base Chain for Efficient Elliptic Curve Cryptography (2012)
  • 著者名/発表者名: C. Chuengsatiansup, H. Imai, and V. Suppakitpaisarn
  • 学会等名: 15th Japan-Korea Joint Workshop on Algorithms and Computation
  • 発表場所: 国立情報学研究所, 東京都
  • 年月日: 2012-07-10
• [学会発表] Geometrical treatment of periodic graphs with coordinate system using axis-fiber and an application to a motion planning (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Fu, A. Hashikura and H. Imai
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Voronoi Diagrams in Science and Engineering
  • 発表場所: ニュージャージー, アメリカ合衆国
  • 年月日: 2012-06-27
• [学会発表] Optimal Average Joint Hamming Weight for Asymmetric Representation (2012)
  • 著者名/発表者名: V. Suppakitpaisarn, M. Edahiro, and H. Imai
  • 学会等名: 電気情報通信学会コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 北海道大学, 北海道
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] Notes on weighted Delaunay triangulations and discrete Ricci flow (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tanuma and H. Imai
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 北海道大学, 北海道
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] Fastest Multi-Scalar Multiplication Based on Optimal Double-Base Chains (2012)
  • 著者名/発表者名: V. Suppakitpaisarn, M. Edahiro, and H. Imai
  • 学会等名: World Congress on Internet Security (WorldCIS-2012)
  • 発表場所: オンタリオ, カナダ
  • 年月日: 2012-06-10
• [学会発表] Quantum network coding for quantum repeaters (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Satoh, F. Le Gall, H. Imai
  • 学会等名: The 7th Conference on Theory of Quantum Computation, Communication, and Cryptography
  • 発表場所: 東京大学, 東京都
  • 年月日: 2012-05-17
• [学会発表] 三値マトロイドの生成とWhiteの予想に関する実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平石秀史, 今井浩, 森山園子
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 大阪府立大学, 大阪
  • 年月日: 2012-04-27