使用最少加法的矩阵矢量乘法算法


10

考虑以下问题:

给定一个矩阵 ,我们要优化计算乘法算法加法的次数v ↦ 中号v。Mv↦中号v

我发现此问题很有趣,因为它与矩阵乘法的复杂性有关(此问题是矩阵乘法的受限版本)。

对这个问题有什么了解?

是否有任何有趣的结果将此问题与矩阵乘法问题的复杂性联系起来?

该问题的答案似乎涉及找到仅具有加法门的电路。如果我们允许减法门怎么办?

我正在寻找这个问题和其他问题之间的减少。


动机


如果是n × n 0-1矩阵,则加法数的已知下限关键取决于我们要处理的组/半组。如果我们在半群工作(Ñ ,+ )或甚至({ 0 ,1 } ,∨ ),然后Nechiporuk的束缚,与已知的结构一起,给出了一个明确的下界约为Ñ 2 - Ö (1 )。但是,如果我们属于(G F (2 ),+ )中号ñ×ñ(ñ,+)({0,1个},∨)ñ2-Ø(1个)(GF(2),+),那么情况就很令人沮丧:已知的最强下界仅为形式。在这里可以找到更多。ω(ñ)
— Stasys

Answers:


9

从本质上讲,这是促使Valiant将矩阵刚度引入复杂度的问题(据我了解的历史)。

线性电路是一个代数电路,其唯一的门是两输入线性组合门。每个线性变换(矩阵)都可以由一个平方大小的线性电路来计算,问题是什么时候可以做得更好。众所周知,对于随机矩阵,不能做得更好。

某些矩阵(例如傅立叶变换矩阵,低秩矩阵或稀疏矩阵)可以做得更好。

不能通过同时具有线性大小和对数深度(有效值)的线性电路来计算足够刚性的矩阵,但是到目前为止,还没有明确的矩阵可以知道线性电路的大小具有超线性下限。

我不记得看到结果说很难为给定矩阵计算最小线性电路的大小,但是如果它是NP-hard,我不会感到惊讶。



7

中号

  • Ω(ñ(日志⁡ñ/日志⁡日志⁡ñ)d-1个)中号ñ×ñd

  • Ω(ñ4/3)中号ñ×ñd

  • Ω〜(ñ2-2/(d+1个))中号ñ×ñd

这些界限基本上都是最好的。请参阅第6.3章。在查泽尔的书中。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.