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Enregistrement W2752311959 · doi:10.48550/arxiv.1709.02311

A Tight Lower Bound for Counting Hamiltonian Cycles via Matrix Rank

2017· preprint· en· W2752311959 sur OpenAlexaff
Radu Curticapean, Nathan Lindzey, Jesper Nederlof

Notice bibliographique

RevueTU/e Research Portal · 2017
Typepreprint
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueMarkov Chains and Monte Carlo Methods
Établissements canadiensUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCombinatoricsOmegaUpper and lower boundsParameterized complexityMathematicsHamiltonian (control theory)ModuloDiscrete mathematicsPhysicsQuantum mechanicsMathematical analysis

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

For even $k$, the matchings connectivity matrix $\mathbf{M}_k$ encodes which pairs of perfect matchings on $k$ vertices form a single cycle. Cygan et al. (STOC 2013) showed that the rank of $\mathbf{M}_k$ over $\mathbb{Z}_2$ is $Θ(\sqrt 2^k)$ and used this to give an $O^*((2+\sqrt{2})^{\mathsf{pw}})$ time algorithm for counting Hamiltonian cycles modulo $2$ on graphs of pathwidth $\mathsf{pw}$. The same authors complemented their algorithm by an essentially tight lower bound under the Strong Exponential Time Hypothesis (SETH). This bound crucially relied on a large permutation submatrix within $\mathbf{M}_k$, which enabled a "pattern propagation" commonly used in previous related lower bounds, as initiated by Lokshtanov et al. (SODA 2011). We present a new technique for a similar pattern propagation when only a black-box lower bound on the asymptotic rank of $\mathbf{M}_k$ is given; no stronger structural insights such as the existence of large permutation submatrices in $\mathbf{M}_k$ are needed. Given appropriate rank bounds, our technique yields lower bounds for counting Hamiltonian cycles (also modulo fixed primes $p$) parameterized by pathwidth. To apply this technique, we prove that the rank of $\mathbf{M}_k$ over the rationals is $4^k / \mathrm{poly}(k)$. We also show that the rank of $\mathbf{M}_k$ over $\mathbb{Z}_p$ is $Ω(1.97^k)$ for any prime $p\neq 2$ and even $Ω(2.15^k)$ for some primes. As a consequence, we obtain that Hamiltonian cycles cannot be counted in time $O^*((6-ε)^{\mathsf{pw}})$ for any $ε>0$ unless SETH fails. This bound is tight due to a $O^*(6^{\mathsf{pw}})$ time algorithm by Bodlaender et al. (ICALP 2013). Under SETH, we also obtain that Hamiltonian cycles cannot be counted modulo primes $p\neq 2$ in time $O^*(3.97^\mathsf{pw})$, indicating that the modulus can affect the complexity in intricate ways.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,013
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: Sans objet
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,342
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0130,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0020,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,214
Tête enseignante GPT0,509
Écart entre enseignants0,295 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSans objet
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

Citations1
Publié2017
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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