AF:Small: Algorithms and Limitations for Matrix Multiplication

AF:Small:矩阵乘法的算法和限制

基本信息

  • 批准号:
    2330048
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 60万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-08-01 至 2026-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Matrix multiplication is among the most basic and fundamental mathematical operations. It finds applications throughout science, technology and beyond. For instance, matrices need to be multiplied whenever trajectories or changes of coordinates need to be computed: in graphics, computer animation, physics and chemistry simulations, map routing computations, machine learning, economics and more. The study of matrix multiplication algorithms seeks to develop the fastest methods for computers to multiply matrices. With today's world of big data, the matrices of interest are larger than ever, and very fast matrix multiplication methods are of great importance. An important educational goal of the project is to mentor undergraduate and graduate students in research, with a particular emphasis on building expertise in matrix algorithms and their applications. The investigator will also continue developing courses on the topics of this project, with a large research component. The lecture notes and project materials will be available on the course website for the general public.For decades the trivial approach to multiplying matrices was thought to be optimal until a 1969 breakthrough by Strassen and the subsequent development of deep theory led to significant improvements. The theoretical study of matrix multiplication algorithms aims to pinpoint the exponent omega of matrix multiplication: the smallest real number for which there is an algorithm that multiplies two n-by-n matrices over a field using n^{omega+o(1)} operations (additions and multiplications of field elements). Since the output is of size n^2, in the worst case, omega is at least 2. The best known published upper bound omega2.37286 was obtained by Alman and the investigator, and a recent preprint on the arXiv gives an improvement to omega2.372. The main goal of this project is to investigate new approaches to improving the bound on omega and related parameters, and to design a practical algorithm with a provably low runtime exponent. To complement this, the investigator will also explore the limitations of the new approaches, aiming to pinpoint both their strengths and weaknesses. A second goal of the project is to consider variants of the matrix multiplication problem, such as multiplying matrices over other algebraic structures with applications in graph algorithms. Both algorithms and conditional lower bounds will be considered.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
矩阵乘法是最基本、最基本的数学运算之一。它在科学、技术和其他领域都有应用。例如,每当需要计算轨迹或坐标变化时,矩阵都需要相乘:在图形、计算机动画、物理和化学模拟、地图布线计算、机器学习、经济学等方面。矩阵乘法算法的研究旨在为计算机开发最快的矩阵乘法方法。在当今的大数据世界中,感兴趣的矩阵比以往任何时候都要大,非常快速的矩阵乘法方法非常重要。该项目的一个重要教育目标是指导本科生和研究生的研究,特别强调培养矩阵算法及其应用方面的专业知识。调查员还将继续开发关于该项目主题的课程,其中有很大的研究部分。课堂讲稿和项目材料将在课程网站上向公众提供。几十年来,矩阵相乘的琐碎方法一直被认为是最佳的,直到1969年Strassen取得突破,以及随后深层理论的发展导致了重大改进。矩阵乘法算法的理论研究旨在找出矩阵乘法的指数omega:存在使用n^{omega+o(1)}运算(域元素的加法和乘法)将域上的两个n乘n矩阵相乘的最小实数。由于输出的大小为n^2,在最坏的情况下,omega至少为2。Alman和研究人员获得了最著名的已发表上限omega2.37286,最近在arxiv上的预印本对omega2.372进行了改进。这个项目的主要目标是研究新的方法来改善omega和相关参数的界限,并设计一个实用的算法,可以证明运行时间指数很低。为了补充这一点,调查人员还将探索新方法的局限性,旨在找出它们的优点和缺点。该项目的第二个目标是考虑矩阵乘法问题的变体,例如将矩阵与其他代数结构相乘,并将其应用于图算法。算法和条件下限都将被考虑。这一奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Virginia Williams其他文献

408 ACCURACY OF CONTEMPORARY PROSTATE CANCER STAGING DATA IN THE NEW MEXICO TUMOR REGISTRY: IMPLICATIONS FOR STUDIES THAT UTILIZE SEER
  • DOI:
    10.1016/j.juro.2010.02.477
  • 发表时间:
    2010-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Satyan Shah;Anthony Smith;Virginia Williams;Charles Wiggins
  • 通讯作者:
    Charles Wiggins
Naloxone reversal of mild neurobehavioral depression in normal newborn infants after routine obstetric analgesia
  • DOI:
    10.1016/s0022-3476(79)80369-8
  • 发表时间:
    1979-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Bedford W. Bonta;Jeryl V. Gagliardi;Virginia Williams;Joseph B. Warshaw
  • 通讯作者:
    Joseph B. Warshaw
A systematic comparison of two-equation Reynolds-averaged Navier–Stokes turbulence models applied to shock–cloud interactions
应用于冲击云相互作用的两个方程雷诺平均纳维-斯托克斯湍流模型的系统比较
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Matthew D. Goodson;F. Heitsch;Karl Eklund;Virginia Williams
  • 通讯作者:
    Virginia Williams
NALOXONE REVERSAL OF MILD NEUROBEHAVIORAL DEPRESSION IN NORMAL NEWBORNS AFTER ROUTINE OBSTETRICAL ANALGESIA
  • DOI:
    10.1203/00006450-197704000-00091
  • 发表时间:
    1977-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.100
  • 作者:
    Virginia Williams;Bedford W Bonta;Jeryl V Gagliardi;Joseph B Warshaw
  • 通讯作者:
    Joseph B Warshaw

Virginia Williams的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Virginia Williams', 18)}}的其他基金

AF: Small: Shortest Paths and Distance Parameters: Faster, Fault-Tolerant and More Accurate
AF:小:最短路径和距离参数:更快、容错且更准确
  • 批准号:
    2129139
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF Student Travel Grant for 2019 Theoretical Computer Science (TCS) Women Meeting at Symposium on Theory of Computing (STOC)
NSF 学生旅费补助金用于 2019 年理论计算机科学 (TCS) 女性在计算理论研讨会 (STOC) 上的会议
  • 批准号:
    1931307
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Average-Case Fine-Grained Complexity
AF:小:平均情况的细粒度复杂性
  • 批准号:
    1909429
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Graphs and structures for distance estimation
AF:小:用于距离估计的图形和结构
  • 批准号:
    1740525
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Medium: Collaborative Research: Hardness in Polynomial Time
AF:媒介:协作研究:多项式时间内的硬度
  • 批准号:
    1740519
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER:Matrix Products: Algorithms and Applications
职业:矩阵产品:算法和应用
  • 批准号:
    1651838
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
BSF:2012338:Shortest Paths: Upper and lower bounds
BSF:2012338:最短路径:上限和下限
  • 批准号:
    1740501
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Medium: Collaborative Research: Hardness in Polynomial Time
AF:媒介:协作研究:多项式时间内的硬度
  • 批准号:
    1514339
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
AF: Small: Graphs and structures for distance estimation
AF:小:用于距离估计的图形和结构
  • 批准号:
    1528078
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
EAGER: Formal models of intention
EAGER:意图的正式模型
  • 批准号:
    1347214
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
  • 批准号:
    32000033
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
  • 批准号:
    31972324
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
  • 批准号:
    81900988
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
  • 批准号:
    31802058
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
  • 批准号:
    31870821
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
  • 批准号:
    31772128
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
  • 批准号:
    81704176
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
  • 批准号:
    91640114
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

Collaborative Research: AF: Small: Structural Graph Algorithms via General Frameworks
合作研究:AF:小型:通过通用框架的结构图算法
  • 批准号:
    2347322
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Communication-Aware Algorithms for Dynamic Allocation of Heterogeneous Resources
AF:小型:用于异构资源动态分配的通信感知算法
  • 批准号:
    2335187
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: AF: Small: Structural Graph Algorithms via General Frameworks
合作研究:AF:小型:通过通用框架的结构图算法
  • 批准号:
    2347321
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Algorithms for Graph Cuts
AF:小:图割算法
  • 批准号:
    2329230
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: New Challenges and Approaches in Clustering Algorithms
AF:小:聚类算法的新挑战和方法
  • 批准号:
    2311397
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: RUI: Toward High-Performance Block Krylov Subspace Algorithms for Solving Large-Scale Linear Systems
AF:小:RUI:用于求解大规模线性系统的高性能块 Krylov 子空间算法
  • 批准号:
    2327619
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: AF: Small: Algorithms and a Code Generator for Faster Stencil Computations
SHF:AF:Small:用于更快模板计算的算法和代码生成器
  • 批准号:
    2318633
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF-BSF: AF: Small: Algorithms for Graph-Based Codes
NSF-BSF:AF:小型:基于图形的代码算法
  • 批准号:
    2133154
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: SMALL: Relational Algorithms
AF:小:关系算法
  • 批准号:
    2209654
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Towards New Relaxations for Online Algorithms
AF:小:在线算法的新放松
  • 批准号:
    2224718
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了