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Enregistrement W4386958456 · doi:10.1145/3625226

Fast, Algebraic Multivariate Multipoint Evaluation in Small Characteristic and Applications

2023· article· en· W4386958456 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevueJournal of the ACM · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiquePolynomial and algebraic computation
Établissements canadiensUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesNational Science Foundation
Mots-clésPolynomialUnivariateMathematicsFinite fieldAlgebraic numberVariable (mathematics)FactorizationDegree (music)Gröbner basisField (mathematics)Discrete mathematicsFactorization of polynomialsSymbolic computationTime complexityCombinatoricsMultivariate statisticsAlgorithmPure mathematicsMatrix polynomialStatistics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Multipoint evaluation is the computational task of evaluating a polynomial given as a list of coefficients at a given set of inputs. Besides being a natural and fundamental question in computer algebra on its own, fast algorithms for this problem are also closely related to fast algorithms for other natural algebraic questions such as polynomial factorization and modular composition. And while nearly linear time algorithms have been known for the univariate instance of multipoint evaluation for close to five decades due to a work of Borodin and Moenck [ 7 ], fast algorithms for the multivariate version have been much harder to come by. In a significant improvement to the state-of-the-art for this problem, Umans [ 25 ] and Kedlaya & Umans [ 16 ] gave nearly linear time algorithms for this problem over field of small characteristic and over all finite fields, respectively, provided that the number of variables n is at most \(d^{o(1)}\) where the degree of the input polynomial in every variable is less than d . They also stated the question of designing fast algorithms for the large variable case (i.e., \(n \notin d^{o(1)}\) ) as an open problem. In this work, we show that there is a deterministic algorithm for multivariate multipoint evaluation over a field \(\mathbb {F}_{q}\) of characteristic p , which evaluates an n -variate polynomial of degree less than d in each variable on N inputs in time \(\begin{equation*} \left((N + d^n)^{1 + o(1)}\text{poly}(\log q, d, n, p)\right), \end{equation*}\) provided that p is at most d o (1) , and q is at most (exp (exp (exp (...(exp ( d ))))), where the height of this tower of exponentials is fixed. When the number of variables is large (e.g., n ∉ d o (1) ), this is the first nearly linear time algorithm for this problem over any (large enough) field. Our algorithm is based on elementary algebraic ideas, and this algebraic structure naturally leads to the following two independently interesting applications: — We show that there is an algebraic data structure for univariate polynomial evaluation with nearly linear space complexity and sublinear time complexity over finite fields of small characteristic and quasipolynomially bounded size. This provides a counterexample to a conjecture of Miltersen [ 21 ] who conjectured that over small finite fields, any algebraic data structure for polynomial evaluation using polynomial space must have linear query complexity. — We also show that over finite fields of small characteristic and quasipolynomially bounded size, Vandermonde matrices are not rigid enough to yield size-depth tradeoffs for linear circuits via the current quantitative bounds in Valiant’s program [ 26 ]. More precisely, for every fixed prime p , we show that for every constant ɛ > 0, and large enough n , the rank of any \(n \times n\) Vandermonde matrix V over the field \(\mathbb {F}_{p^a}\) can be reduced to ( n /exp (Ω (poly(ɛ)log 0.53 n ))) by changing at most n Θ (ɛ) entries in every row of V , provided a ≤ poly(log n ). Prior to this work, similar upper bounds on rigidity were known only for special Vandermonde matrices. For instance, the Discrete Fourier Transform matrices and Vandermonde matrices with generators in a geometric progression [ 9 ].

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.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Autre devis · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,966
Score d'incertitude au seuil0,176

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
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 Opus0,034
Tête enseignante GPT0,280
Écart entre enseignants0,245 · 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