In this paper, we study the hardness of solving graph-structured linear systems with coefficients over a finite field $\mathbb{Z}_p$ and over a polynomial ring $\mathbb{F}[x_1,\ldots,x_t]$. We reduce solving general linear systems in $\mathbb{Z}_p$ to solving unit-weight low-degree graph Laplacians over $\mathbb{Z}_p$ with a polylogarithmic overhead on the number of non-zeros. Given the hardness of solving general linear systems in $\mathbb{Z}_p$ [Casacuberta-Kyng 2022], this result shows that it is unlikely that we can generalize Laplacian solvers over $\mathbb{R}$, or finite-element based methods over $\mathbb{R}$ in general, to a finite-field setting. We also reduce solving general linear systems over $\mathbb{Z}_p$ to solving linear systems whose coefficient matrices are walk matrices (matrices with all ones on the diagonal) and normalized Laplacians (Laplacians that are also walk matrices) over $\mathbb{Z}_p$. We often need to apply linear system solvers to random linear systems, in which case the worst case analysis above might be less relevant. For example, we often need to substitute variables in a symbolic matrix with random values. Here, a symbolic matrix is simply a matrix whose entries are in a polynomial ring $\mathbb{F}[x_1, \ldots, x_t]$. We formally define the reducibility between symbolic matrix classes, which are classified in terms of the degrees of the entries and the number of occurrences of the variables. We show that the determinant identity testing problem for symbolic matrices with polynomial degree $1$ and variable multiplicity at most $3$ is at least as hard as the same problem for general matrices over $\mathbb{R}$.


翻译:在本文中, 我们研究解析以固定字段 $\ mathbb ⁇ p$ 和多数值环 $\ mathbb{F} [x_ 1,\ldots,x_t]$] 解决图形结构线性系统的难度。 我们减少以$\mathb ⁇ p$ 解决普通线性系统的难度, 以解决单位重量低度图$ mathbb ⁇ p$, 并解决非零数的多元线性管理费。 鉴于解析普通线性系统非常困难 $\ mathb ⁇ p$ [Casacuberta- Kyng 2022] [Casacuberta- kyng 美元 美元环 [xxx_mathbbb{Flock] 美元[xxxxxxxxxxxxxxx] 的难度。 我们不可能将一般线性解决的普通线性系统一般的通用线性系统, 而我们最接近的线性矩阵的系统 也比我们更需要一个直数。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICDM 2022教程】图挖掘中的公平性:度量、算法和应用
专知会员服务
26+阅读 · 2022年12月26日
专知会员服务
82+阅读 · 2020年12月5日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
70+阅读 · 2020年8月2日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月29日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
相关资讯
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员