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Enregistrement W7128646609 · doi:10.1109/focs63196.2025.00068

Inapproximability of Finding Sparse Vectors in Codes, Subspaces, and Lattices

2025· article· W7128646609 sur OpenAlexaff
Vijay Bhattiprolu, Venkatesan Guruswami, Euiwoong Lee, Xuandi Ren

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langue
DomaineComputer Science
ThématiqueComplexity and Algorithms in Graphs
Établissements canadiensUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésLinear subspaceBall (mathematics)Reduction (mathematics)Subspace topologyCompleteness (order theory)Lattice problemHardness of approximationRandomized algorithmProperty testing

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Finding sparse vectors is a fundamental problem that arises in several contexts including codes, subspaces, and lattices. In this work, we prove strong inapproximability results for all these variants using a novel approach that even bypasses the PCP theorem. Our main result is that it is NP-hard (under randomized reductions) to approximate the sparsest vector in a real subspace within any constant factor; the gap can be further amplified using tensoring. Our reduction has the property that there is a Boolean solution in the completeness case. As a corollary, this immediately recovers the state-of-the-art inapproximability factors for the shortest vector problem (SVP) on lattices. Our proof extends the range of $\mathbf{l}_{\_} \mathbf{p}$ (quasi) norms for which hardness was previously known, from ‘p at least one’ to ‘p at least zero’, answering a question raised by (Khot, JACM 2005).Previous hardness results for SVP, and the related minimum distance problem (MDP) for error-correcting codes, all use lattice/coding gadgets that have an abundance of codewords in a ball of radius smaller than the minimum distance. In contrast, our reduction only needs many codewords in a ball of radius slightly larger than the minimum distance. This enables an easy derandomization of our reduction for finite fields, giving a new elementary proof of deterministic hardness for MDP. We believe this weaker density requirement might offer a promising approach to showing deterministic hardness of SVP, a long elusive goal. The key technical ingredient underlying our result for real subspaces is a proof that in the kernel of a random Rademacher matrix, the support of any two linearly independent vectors have very little overlap.A broader motivation behind this work is the development of inapproximability techniques for problems over the reals. Analytic variants of sparsest vector have connections to small set expansion, quantum separability and polynomial maximization over convex sets, all of which appear to be out of reach of current PCP techniques. We hope that the approach we develop could enable progress on some of these problems.

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)0,004
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,035
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: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,008
Score d'incertitude au seuil0,028

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,035
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0030,004
Bibliométrie0,0010,002
Études des sciences et des technologies0,0020,006
Communication savante0,0060,013
Science ouverte0,0030,006
Intégrité de la recherche0,0030,011
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0080,002

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 Opus0,031
Tête enseignante GPT0,288
Écart entre enseignants0,257 · 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
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
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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