We consider the problem of detecting a planted clique of size $k$ in a random graph on $n$ vertices. When the size of the clique exceeds $\Theta(\sqrt{n})$, polynomial-time algorithms for detection proliferate. We study faster -- namely, sublinear time -- algorithms in the high-signal regime when $k = \Theta(n^{1/2 + \delta})$, for some $\delta > 0$. To this end, we consider algorithms that non-adaptively query a subset $M$ of entries of the adjacency matrix and then compute a low-degree polynomial function of the revealed entries. We prove a computational phase transition for this class of non-adaptive low-degree algorithms: under the scaling $\lvert M \rvert = \Theta(n^{\gamma})$, the clique can be detected when $\gamma > 3(1/2 - \delta)$ but not when $\gamma < 3(1/2 - \delta)$. As a result, the best known runtime for detecting a planted clique, $\widetilde{O}(n^{3(1/2-\delta)})$, cannot be improved without looking beyond the non-adaptive low-degree class. Our proof of the lower bound -- based on bounding the conditional low-degree likelihood ratio -- reveals further structure in non-adaptive detection of a planted clique. Using (a bound on) the conditional low-degree likelihood ratio as a potential function, we show that for every non-adaptive query pattern, there is a highly structured query pattern of the same size that is at least as effective.


翻译:我们考虑在 $n$ 个顶点的随机图中检测大小为 $k$ 的 planted clique 问题。当团的大小超过 $\Theta(\sqrt{n})$ 时,存在多种多项式时间检测算法。我们研究在信噪比高(即 $k = \Theta(n^{1/2 + \delta})$,其中 $\delta > 0$)的设定下更快速——即亚线性时间——的算法。为此,我们考虑一类非自适应查询算法:算法查询邻接矩阵中的某个子集 $M$ 的条目,然后计算所揭示条目的低度多项式函数。我们证明了此类非自适应低度算法的计算相变:在缩放 $\lvert M \rvert = \Theta(n^{\gamma})$ 下,当 $\gamma > 3(1/2 - \delta)$ 时可检测到团,而当 $\gamma < 3(1/2 - \delta)$ 时则无法检测。由此可知,检测 planted clique 的最佳已知运行时间 $\widetilde{O}(n^{3(1/2-\delta)})$ 在非自适应低度类算法框架下无法进一步改进。我们基于条件低度似然比的下界证明揭示了 plantar clique 非自适应检测中的深层结构。通过将(有界化的)条件低度似然比作为势函数,我们证明:对任意非自适应查询模式,存在一个同样大小但结构高度规则的查询模式,其检测效果至少相当。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
33+阅读 · 2021年3月7日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+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
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月20日
VIP会员
最新内容
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:35
KDD 2026 | MixRAGRec:面向LLM推荐的混合专家KG-RAG框架
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
相关VIP内容
专知会员服务
33+阅读 · 2021年3月7日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+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
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员