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Enregistrement W4376166953 · doi:10.4230/lipics.itcs.2024.13

Universal Matrix Sparsifiers and Fast Deterministic Algorithms for Linear Algebra

2023· preprint· en· W4376166953 sur OpenAlexfundno aff
Rajarshi Bhattacharjee, Gregory Dexter, Cameron Musco, Archan Ray

Notice bibliographique

RevuearXiv (Cornell University) · 2023
Typepreprint
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueRandom Matrices and Applications
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaU.S. Department of EnergyNational Science Foundation
Mots-clésCombinatoricsAdjacency matrixPhysicsBounded functionMatrix (chemical analysis)MathematicsGraphMathematical analysis

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Let $\mathbf S \in \mathbb R^{n \times n}$ satisfy $\|\mathbf 1-\mathbf S\|_2\leεn$, where $\mathbf 1$ is the all ones matrix and $\|\cdot\|_2$ is the spectral norm. It is well-known that there exists such an $\mathbf S$ with just $O(n/ε^2)$ non-zero entries: we can let $\mathbf S$ be the scaled adjacency matrix of a Ramanujan expander graph. We show that such an $\mathbf S$ yields a $universal$ $sparsifier$ for any positive semidefinite (PSD) matrix. In particular, for any PSD $\mathbf A \in \mathbb{R}^{n\times n}$ with entries bounded in magnitude by $1$, $\|\mathbf A - \mathbf A\circ\mathbf S\|_2 \le εn$, where $\circ$ denotes the entrywise (Hadamard) product. Our techniques also give universal sparsifiers for non-PSD matrices. In this case, letting $\mathbf S$ be the scaled adjacency matrix of a Ramanujan graph with $\tilde O(n/ε^4)$ edges, we have $\|\mathbf A - \mathbf A \circ \mathbf S \|_2 \le ε\cdot \max(n,\|\mathbf A\|_1)$, where $\|\mathbf A\|_1$ is the nuclear norm. We show that the above bounds for both PSD and non-PSD matrices are tight up to log factors. Since $\mathbf A \circ \mathbf S$ can be constructed deterministically, our result for PSD matrices derandomizes and improves upon known results for randomized matrix sparsification, which require randomly sampling ${O}(\frac{n \log n}{ε^2})$ entries. We also leverage our results to give the first deterministic algorithms for several problems related to singular value approximation that run in faster than matrix multiplication time. Finally, if $\mathbf A \in \{-1,0,1\}^{n \times n}$ is PSD, we show that $\mathbf{\tilde A}$ with $\|\mathbf A - \mathbf{\tilde A}\|_2 \le εn$ can be obtained by deterministically reading $\tilde O(n/ε)$ entries of $\mathbf A$. This improves the $1/ε$ dependence on our result for general PSD matrices and is near-optimal.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,006
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,010
Score d'incertitude au seuil0,034

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,006
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0020,004
Science ouverte0,0020,003
Intégrité de la recherche0,0010,004
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0100,004

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 Opus0,188
Tête enseignante GPT0,277
Écart entre enseignants0,088 · 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'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

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
Publié2023
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Résumé présentoui

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