We give new algorithms for tree evaluation (S. Cook et al. TOCT 2012) in the catalytic-computing model (Buhrman et al. STOC 2014). Two existing approaches aim to solve tree evaluation (TreeEval) in low space: on the one hand, J. Cook and Mertz (STOC 2024) give an algorithm for TreeEval running in super-logarithmic space $O(\log n\log\log n)$ and super-polynomial time $n^{O(\log\log n)}$. On the other hand, an earlier algorithm of J. Cook and Mertz (STOC 2020), run on a catalytic tape, solves TreeEval in logarithmic $O(\log n)$ free space and polynomial time, but with polynomial $O(\sqrt{n})$ catalytic space. We show that the latter result can be improved. We give a catalytic algorithm for TreeEval with logarithmic $O(\log n)$ free space, polynomial runtime, and subpolynomial $2^{O(\log^εn)}$ catalytic space (for any $ε> 0$). Our result also implies an improved simulation of time by catalytic space, via the reduction of Williams (STOC 2025). Our TreeEval algorithm comes from a framework, inspired by private information retrieval, that generically reduces tree evaluation to two combinatorial objects: matching-vector families and decoders (a new object we define that closely resembles decoding polynomials). These ingredients' parameters directly govern an algorithm's resources: the vectors' dimension determines its catalytic space, and the decoder's sparsity determines its free space and runtime. In addition to enabling our new algorithm, this framework explains existing tradeoffs, for example why the Cook-Mertz algorithm needs super-logarithmic space but no catalytic tape. It also lets better matching-vector families or decoders plug in directly to give better algorithms.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

STOC论文的典型但非排他性的主题包括基础领域,如算法和数据结构、计算复杂性、并行和分布式算法、量子计算、连续和离散优化、计算中的随机性、近似算法、组合数学和算法图论,密码学,计算几何,代数计算,逻辑计算应用,算法编码理论。典型的主题还包括计算和基础方面的领域,如机器学习,经济学,公平性,隐私,网络,数据管理和生物学。STOC鼓励那些拓宽计算理论研究范围,或提出可从理论调查和分析中受益的重要问题的论文。官网链接:http://acm-stoc.org/stoc2019/
COLING2024|不平衡场景下的多模态知识图谱补全
专知会员服务
23+阅读 · 2024年3月23日
AAAI 2024 | GCIL:因果视角下的图对比不变学习
专知会员服务
20+阅读 · 2024年3月5日
八篇 ICCV 2019 【图神经网络(GNN)+CV】相关论文
专知会员服务
30+阅读 · 2020年1月10日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
基于深度元学习的因果推断新方法
图与推荐
12+阅读 · 2020年7月21日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
论文浅尝 | 一种嵌入效率极高的 node embedding 方式
开放知识图谱
13+阅读 · 2019年5月12日
论文浅尝 | 基于平行新闻的Bootstrapping关系抽取
开放知识图谱
13+阅读 · 2019年3月22日
论文浅尝 | 基于知识图谱子图匹配以回答自然语言问题
开放知识图谱
26+阅读 · 2018年6月26日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
【 关关的刷题日记53】 Leetcode 100. Same Tree
专知
10+阅读 · 2017年12月1日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16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
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 · 11月6日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
16+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
5+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
7+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
4+阅读 · 11月6日
相关资讯
基于深度元学习的因果推断新方法
图与推荐
12+阅读 · 2020年7月21日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
论文浅尝 | 一种嵌入效率极高的 node embedding 方式
开放知识图谱
13+阅读 · 2019年5月12日
论文浅尝 | 基于平行新闻的Bootstrapping关系抽取
开放知识图谱
13+阅读 · 2019年3月22日
论文浅尝 | 基于知识图谱子图匹配以回答自然语言问题
开放知识图谱
26+阅读 · 2018年6月26日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
【 关关的刷题日记53】 Leetcode 100. Same Tree
专知
10+阅读 · 2017年12月1日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16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
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