無限体上のテンソルランクの複雑さ


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テンソルは、高次元のベクトルと行列の一般化であり、ランクテンソルのは、マトリックスのランクを一般化します。つまり、テンソルランクは、合計がTになるランク1テンソルの最小数です。ベクトルと行列は、それぞれ次数1と2のテンソルです。TT

の要素は、フィールドFから取得されます。場合はFが有限である、そしてHåstadは証明度のランク3テンソルが最大である場合に決定することを、Rは NP完全であるが、ときFが有理数のような無限のフィールドであるQ、彼は何の上限与えない(または引用しています)。TFFrFQ

質問:Q上の3次テンソルランクが最大でrであるかどうかを決定する複雑さの最もよく知られている上限は何ですか?TQr


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degree上の3次テンソルのランクは、over上の同じテンソルのランクと同じですか?その場合、問題は実在の実存理論の特別なケースとして定式化でき、したがってPSPACEにあります。
伊藤剛

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previous上の次数3のテンソルのランクは、over上の同じテンソルのランクと異なる場合があるため、以前のコメントのアイデアは機能しません。{x、y}を2次元ベクトル空間の基礎とし、テンソル2x⊗x⊗x+x⊗y⊗y+y⊗x⊗y+y⊗y⊗xを考えます。ℝ上のランクが2であることを確認するのは難しくありませんが、ℚ上のランクは2より大きいです。(この例は、1989年のクラスカルで over上のランクがover上のランクと異なる可能性があることを示す例を変更することによって取得されました。)
伊藤剛

1
@伊藤剛私は完全に同意します。また、上限も見つかりません。
タイソンウィリアムズ

2
複雑さの前に計算可能性を尋ねる方が良いと思います。
伊藤剛

1
些細な上限は、問題がQ上のであることも同じ論文で証明されていることです。部分的に満たされたテンソル与えられ、ランク持っているそれが完了している:以下、より一般的な問題は、CE-完了rはNP-hardQr
カヴェー

回答:


8

これに関する最近のプレプリントがあります:http : //galton.uchicago.edu/~lekheng/work/np.pdf。これは、テンソルに関するランク関連の問題のほとんどがおよびCよりもNPハードであることを示しています。(また、Qを超えるランクを決定することはNP困難であると述べています。)RCQ


バート、その前刷り(ヒラーとリムによる)は素晴らしい...どうもありがとう。
ジョンシドルズ

2
いいね しかし、私はこの文を理解していません:「Håstadの結果はF qに適用されますが、これらのフィールドの選択は上記の問題(例外は双線形方程式である)の1つを除いて意味がありません。分析の問題は、絶対値を持つ特性0の完全なフィールドでのみ明確に定義されます。そのようなフィールドの中で、RCはアプリケーションで最も一般的であるため、これらのフィールドに議論を限定します。QFqRC
タイソンウィリアムズ

2
上記の引用で言及されている問題の1つはランクです。これらの著者は、テンソルのランクが明確に定義されていないと言っていますか?Q
タイソンウィリアムズ

@Tyson:著者は、多くの数値アプリケーション(偏微分方程式、信号処理)で、またはCで計算を行いたいと言っているだけだと思います。私自身は数値アナリストであるため、Qで定義された多くのアプリケーションは見当たりません。彼らは、ランクがQで明確に定義されていないことを意味しません。RCQQ
バート

1
これは本当に唯一の答えでしたが(ジョンは彼のコメントを意味したため)、この答えは他の重要な無限のフィールド(実数と複合体)に対する硬さを示す参照を提供したため、賞金に値すると信じています。私の質問のタイトルが示唆しているように、私は一般的に無限のフィールドに興味がありますが、特定の答えのある質問をするために論理的根拠について尋ねることにしました。誰かが上限を提供できる(または計算できないことを示す)場合、受け入れられる答えとして別の質問を選択します。
タイソンウィリアムズ

3

今年の夏(2014年7月)に出版された Perspectives in Computational Complexity:The Somenath Biswas Anniversary Volume」という本は、私たちがここで達成したコンセンサスにほぼ一致しています。上のページ199、それは言います:

私の知る限り、上の[テンソルランクの計算の問題] が決定可能かどうかさえわかりません。Rを超えると、状況はいくぶん良くなります...問題は実在の実存理論に還元できるため、PSPACEでも決定可能です。QR


:最近のプレプリントもこの確認arxiv.org/pdf/1612.04338v1.pdfを。(3ページの表を参照)
ハックベネット

2

注:以下のテキストはコメントとして意図されたものであり、それは間違いなく答えではなくチャーリー・スリヒターの磁気共鳴原則の修正から生まれた実際的な観察ですシンプレクティック幾何学と量子情報理論の言語で自然に多項式ランクのテンソル積の状態空間に)。現在、これらのテンソルランク法の部分的な幾何学的理解、限界量子情報理解、本質的に複雑性理論的または組み合わせ的理解、および実用的な(しかし主として経験的)計算的理解があります。

この理解を広げ、深め、統一することに非常に興味があるので、他の人々がこの主題に関するさらなる回答/コメントを投稿することを願っています。


C


1
この定理は簡単に述べられますか?そうでない場合、良い声明と説明へのリンクを提供できますか?
タイソンウィリアムズ

1
@タイソン:ジョンは定理についてではなく、問題の事例を解決した経験について話していると思います。
ジョーフィッツシモンズ

1
あなたは彼に定理について尋ねましたが、彼はそれについて話していないようです。私はちょうどあなたが彼を誤解したと思った。
ジョーフィッツシモンズ

2
実際、私はコメントを投稿したと思っており、それが答えとして表示されるのを見て驚いた。ドッ!参照を追加するために編集しましたが、それでも満足のいく答えにはほど遠いです。タイソン・ウィリアムズによるすばらしい質問です!:)
ジョンシド

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@Joe彼はゴールドバーグと小林の正則二部曲率定理に言及したので、私は彼にそれについて尋ねました。それが彼を誤解したかどうかはわかりませんが。
タイソンウィリアムズ
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