超要約: 行列の構造と計算量の関係を解明!IT業界を加速させるかも🚀
● 行列(ぎょうれつ)の構造(こうぞう)で計算量が減るって、まるで魔法🪄 ● IT業界の最適化問題(さいてきかもんだい)が、もっと簡単に解けるようになるかも! ● 新たなビジネスチャンスが生まれる可能性(かのうせい)にドキドキ💖
背景 LP(線形計画法)っていう、いろんな分野で使われてるスゴイ問題があるんだけど、計算が大変だったりするんだよね💦 この研究は、その計算量を減らす方法を探してるんだって! 行列の「回路インバランス」とか「線形マイナー排除」っていう性質を使うらしい🤔
方法 「回路インバランス」っていう、ちょっと変わった性質を持った行列を使って、特定の構造(線形マイナー)を排除できることを数学的に証明したみたい! 難しそうだけど、行列の構造をうまく利用してるんだね😉
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For a real matrix $A \in \mathbb{R}^{d \times n}$ with non-collinear columns, we show that $n \leq O(d^4 \kappa_A)$ where $\kappa_A$ is the \emph{circuit imbalance measure} of $A$. The circuit imbalance measure $\kappa$ is a real analogue of $\Delta$-modularity for integer matrices, satisfying $\kappa_A \leq \Delta_A$ for integer $A$. The circuit imbalance measure has numerous applications in the context of linear programming (see Ekbatani, Natura and V{\'e}gh (2022) for a survey). Our result generalizes the $O(d^4 \Delta_A)$ bound of Averkov and Schymura (2023) for integer matrices and provides the first polynomial bound holding for all parameter ranges on real matrices. To derive our result, similar to the strategy of Geelen, Nelson and Walsh (2021) for $\Delta$-modular matrices, we show that real representable matroids induced by $\kappa$-bounded matrices are minor closed and exclude a rank $2$ uniform matroid on $O(\kappa)$ elements as a minor (also known as a line of length $O(\kappa)$). As our main technical contribution, we show that any simple rank $d$ complex representable matroid which excludes a line of length $l$ has at most $O(d^4 l)$ elements. This complements the tight bound of $(l-3)\binom{d}{2} + d$ for $l \geq 4$, of Geelen, Nelson and Walsh which holds when the rank $d$ is sufficiently large compared to $l$ (at least doubly exponential in $l$).