On the algebraic proof complexity of Tensor Isomorphism
Notice bibliographique
Résumé
The Tensor Isomorphism problem (TI) has recently emerged as having connections to multiple areas of research within complexity and beyond, but the current best upper bound is essentially the brute force algorithm. Being an algebraic problem, TI (or rather, proving that two tensors are non-isomorphic) lends itself very naturally to algebraic and semi-algebraic proof systems, such as the Polynomial Calculus (PC) and Sum of Squares (SoS). For its combinatorial cousin Graph Isomorphism, essentially optimal lower bounds are known for approaches based on PC and SoS (Berkholz & Grohe, SODA '17). Our main results are an $Ω(n)$ lower bound on PC degree or SoS degree for Tensor Isomorphism, and a nontrivial upper bound for testing isomorphism of tensors of bounded rank. We also show that PC cannot perform basic linear algebra in sub-linear degree, such as comparing the rank of two matrices, or deriving $BA=I$ from $AB=I$. As linear algebra is a key tool for understanding tensors, we introduce a strictly stronger proof system, PC+Inv, which allows as derivation rules all substitution instances of the implication $AB=I \rightarrow BA=I$. We conjecture that even PC+Inv cannot solve TI in polynomial time either, but leave open getting lower bounds on PC+Inv for any system of equations, let alone those for TI. We also highlight many other open questions about proof complexity approaches to TI.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».