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Enregistrement W2407021550 · doi:10.1137/15m1009767

Algorithms for Group Isomorphism via Group Extensions and Cohomology

2017· article· en· W2407021550 sur OpenAlexfundno aff
Joshua A. Grochow, Youming Qiao

Notice bibliographique

RevueSIAM Journal on Computing · 2017
Typearticle
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueFinite Group Theory Research
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesAustralian Research CouncilNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaNational Science Foundation
Mots-clésGroup (periodic table)MathematicsAbelian groupIsomorphism (crystallography)Group isomorphismExtension (predicate logic)Divide and conquer algorithmsCohomologyEquivalence (formal languages)Quotient groupCombinatoricsGroup cohomologyNormal subgroupTime complexityDiscrete mathematicsAlgebra over a fieldCyclic groupComputer sciencePure mathematicsAlgorithm

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The isomorphism problem for finite groups of order $n$ (GpI) has long been known to be solvable in $n^{\log n+O(1)}$ time, but only recently were polynomial-time algorithms designed for several interesting group classes. Inspired by recent progress, we revisit the strategy for GpI via the extension theory of groups. The extension theory describes how a normal subgroup $N$ is related to $G/N$ via $G$, and this naturally leads to a divide-and-conquer strategy that “splits” GpI into two subproblems: one regarding group actions on other groups, and one regarding group cohomology. When the normal subgroup $N$ is abelian, this strategy is well known. Our first contribution is to extend this strategy to handle the case when $N$ is not necessarily abelian. This allows us to provide a unified explanation of all recent polynomial-time algorithms for special group classes. Guided by this strategy, to make further progress on GpI, we consider central-radical groups, proposed in Babai et al. [Code equivalence and group isomorphism, in Proceedings of the 22nd Annual ACM--SIAM Symposium on Discrete Algorithms (SODA'11), SIAM, Philadelphia, 2011, ACM, New York, pp. 1395--1408]: the class of groups such that $G$ modulo its center has no abelian normal subgroups. This class is a natural extension of the group class considered by Babai et al. [Polynomial-time isomorphism test for groups with no abelian normal subgroups (extended abstract), in International Colloquium on Automata, Languages, and Programming (ICALP), 2012, pp. 51--62], namely those groups with no abelian normal subgroups. Following the above strategy, we solve GpI in $n^{O(\log \log n)}$ time for central-radical groups, and in polynomial time for several prominent subclasses of central-radical groups. We also solve GpI in $n^{O(\log\log n)}$ time for groups whose solvable normal subgroups are elementary abelian but not necessarily central. As far as we are aware, this is the first time there have been worst-case guarantees on an $n^{o(\log n)}$-time algorithm that tackles both aspects of GpI---actions and cohomology---simultaneously. Prior to this work, the best proven upper bounds on algorithms for groups with central radicals were $n^{O(\log n)}$, even for groups with a central radical of constant size, such as ${Rad}(G) = Z(G)=\mathbb{Z}_2$. To develop our new algorithms we utilize several mathematical results on the detailed structure of cohomology classes, as well as algorithmic results for code equivalence, coset intersection, and cyclicity testing of modules over finite-dimensional associative algebras. We also suggest several promising directions for future work.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,012
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,018
Score d'incertitude au seuil0,061

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,012
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,003
Bibliométrie0,0020,003
Études des sciences et des technologies0,0020,002
Communication savante0,0040,018
Science ouverte0,0040,007
Intégrité de la recherche0,0020,004
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0180,004

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,137
Tête enseignante GPT0,403
Écart entre enseignants0,265 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2017
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