We study the parallel (adaptive) complexity of the classic problem of finding a basis in an $n$-element matroid, given access via an \emph{independence oracle}. In this model, the algorithm may submit polynomially many independence queries in each round, and the central question is: how many rounds are necessary and sufficient to find a basis? Karp, Upfal, and Wigderson (FOCS~1985, JCSS~1988; hereafter KUW) initiated this study, showing that $O(\sqrt{n})$ adaptive rounds suffice for any matroid, and that $\widetildeΩ(n^{1/3})$ rounds are necessary even for partition matroids. This left a substantial gap that persisted for nearly four decades, until Khanna, Putterman, and Song (FOCS~2025; hereafter KPS) achieved $\widetilde O(n^{7/15})$ rounds, the first improvement since~KUW. In this work, we make another conceptual advance beyond KPS, giving a new algorithm that finds a matroid basis in $\widetilde O(n^{3/7})$ rounds. We develop a structural and algorithmic framework that brings a new lens to the analysis of random circuits, moving from reasoning about individual elements to understanding how dependencies span multiple elements simultaneously.


翻译:我们研究在经典问题——在 $n$ 元拟阵中寻找一个基——的并行(自适应)复杂度,其中通过一个*独立性预言机*访问。在该模型中,算法可在每一轮提交多项式数量的独立性查询,核心问题是:需要多少轮自适应查询才能找到基?Karp、Upfal 和 Wigderson(FOCS~1985, JCSS~1988;以下简称 KUW)开创了这一研究,证明 $O(\sqrt{n})$ 轮自适应查询足以适用于任何拟阵,且即使对于分区拟阵也需要 $\widetildeΩ(n^{1/3})$ 轮。这一巨大差距持续了近四十年,直到 Khanna、Putterman 和 Song(FOCS~2025;以下简称 KPS)实现了 $\widetilde O(n^{7/15})$ 轮,这是自 KUW 以来的首次改进。在本工作中,我们做出了超越 KPS 的另一概念性进展,提出了一种新算法,可在 $\widetilde O(n^{3/7})$ 轮内找到拟阵基。我们开发了一个结构性和算法性框架,为随机电路分析提供了新视角,从关注单个元素转向理解依赖关系如何同时跨越多个元素。

0
下载
关闭预览

相关内容

【博士论文】模型合并:理论基础与算法研究
专知会员服务
15+阅读 · 5月7日
【2023新书】并行算法,Parallel Algorithms ,400页pdf
专知会员服务
72+阅读 · 2023年8月6日
17种深度强化学习算法用Pytorch实现
新智元
31+阅读 · 2019年9月16日
博客 | 机器学习中的数学基础(凸优化)
AI研习社
14+阅读 · 2018年12月16日
【干货】理解深度学习中的矩阵运算
机器学习研究会
18+阅读 · 2018年2月12日
最新|深度离散哈希算法,可用于图像检索!
全球人工智能
14+阅读 · 2017年12月15日
干货|掌握机器学习数学基础之优化[1](重点知识)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月19日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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
1+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
Arxiv
0+阅读 · 5月8日
Arxiv
0+阅读 · 5月6日
VIP会员
最新内容
面向2027年及未来的海军情报改革
专知会员服务
0+阅读 · 12分钟前
综述 | Self-Evolving Coding Agents:自进化编程智能体
专知会员服务
0+阅读 · 今天13:16
美海军陆战队将三型无人机整合入统一战场网络
专知会员服务
2+阅读 · 今天9:39
《无人机蜂群:释放人类-蜂群编队的潜能》
专知会员服务
4+阅读 · 今天9:12
《战略战术化:一项综合性述评》
专知会员服务
2+阅读 · 今天9:08
相关资讯
17种深度强化学习算法用Pytorch实现
新智元
31+阅读 · 2019年9月16日
博客 | 机器学习中的数学基础(凸优化)
AI研习社
14+阅读 · 2018年12月16日
【干货】理解深度学习中的矩阵运算
机器学习研究会
18+阅读 · 2018年2月12日
最新|深度离散哈希算法,可用于图像检索!
全球人工智能
14+阅读 · 2017年12月15日
干货|掌握机器学习数学基础之优化[1](重点知识)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月19日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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
1+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员