In sparse convolution-type problems, a common technique is to hash the input integers modulo a random prime $p\in [Q/2,Q]$ for some parameter $Q$, which reduces the range of the input integers while preserving their additive structure. However, this hash family suffers from two drawbacks, which led to bottlenecks in many state-of-the-art algorithms: (1) The collision probability of two elements from $[N]$ is $O(\frac{\log N}{Q})$ rather than $O(\frac{1}{Q})$; (2) It is difficult to derandomize the choice of $p$; known derandomization techniques lead to super-logarithmic overhead [Chan, Lewenstein STOC'15]. In this paper, we partially overcome these drawbacks in certain scenarios, via novel applications of the large sieve inequality from analytic number theory. Consequently, we obtain the following improved algorithms for various problems (in the standard word RAM model): Sparse Nonnegative Convolution: We obtain an $O(t\log t)$-time Las Vegas algorithm that computes the convolution $A\star B$ of two nonnegative integer vectors $A,B$, where $t$ is the output sparsity $\|A\star B\|_0$. Moreover, our algorithm terminates in $O(t\log t)$ time with $1-1/\mathrm{poly}(t)$ probability. Text-to-Pattern Hamming Distances: Given a length-$m$ pattern $P$ and a length-$n$ text $T$, we obtain a deterministic $O(n\sqrt{m\log \log m})$-time algorithm that exactly computes the Hamming distance between $P$ and every length-$m$ substring of $T$. Sparse General Convolution: We also give a Monte Carlo $O(t\log t)$ time algorithm for sparse convolution with possibly negative input in the restricted case where the length $N$ of the input vectors satisfies $N\le t^{1.99}$.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《面向国防领域的大语言模型基准测试与适配》
专知会员服务
10+阅读 · 10月28日
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
13+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
11+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
15+阅读 · 10月20日
相关VIP内容
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员