Design of Fast Algorithms using Continuous Methods

使用连续方法设计快速算法

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2018-06398
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.4万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2020-01-01 至 2021-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this proposal, we aim to develop fast algorithms for several classic graph problems and numerical linear algebra problems using methods from continuous optimization and random matrix analysis. The use of tools from continuous optimization has been a major success story in the design of fast algorithms over the past few years. Combining tools such as near-linear time solvers for linear systems in Laplacian matrices from the seminal work of Spielman and Teng with methods from optimization such as gradient descent and interior point methods, has led to the development of the current fastest algorithms for classic combinatorial problems such as maximum flow, graph partitioning, bipartite matching, sampling random spanning trees etc. Over the past year, my co-authors and I have built on tools from random matrix theory for better analyzing randomized processes on graphs, resulting in an algorithmic tool we refer to as randomized elimination [Kyng et al 16, Kyng-Sachdeva '16]. This has already led to a number of advances, including the simplest Laplacian solver [Kyng-Sachdeva '16], nearly-linear time solver for linear systems in block diagonally dominant (bDD) matrices [Kyng et al '16] (these systems arise when analyzing cryo-electron microscopy data), faster algorithms for sampling random spanning trees in graphs [Durfee et al '17a], and approximating determinants of Laplacians [Durfee et al '17b]. The key objective of this proposal is to develop these programs further and seek to design faster and improved algorithms for several fundamental problems. The first project under this proposal will be to develop randomized elimination based constructions for special trees. Specifically, we seek fast algorithms for low-stretch spanning trees, which are a fundamental component of several fast Laplacian solvers; and to incorporate random walk based ideas to design nearly-linear time algorithms for sampling random spanning trees. The second project under this proposal will be to develop faster and simpler algorithms for several fundamental flow problems on graphs, including maximum-flow, bipartite matching, and multi-commodity flow. These are classic problems in theoretical computer science, where decades-old running time barriers have been broken with the help of continuous methods. The third project under this proposal will be to build solvers for more classes of linear systems such as those arising from analyzing truss structures and RLC circuits. A particularly ambitious goal here is to design faster algorithms for solving systems of linear equations in all positive-semidefinite matrices, which would have immediate applications for basically all problems in numerical linear algebra.
在这个方案中,我们的目标是利用连续优化和随机矩阵分析的方法,为几个经典的图问题和数值线性代数问题开发快速算法。在过去的几年里,持续优化工具的使用在快速算法的设计方面取得了重大的成功。将Spielman和Teng的开创性工作中的拉普拉斯矩阵中的线性系统的近线性时间求解器等工具与最优化方法(如梯度下降法和内点法)相结合,导致了最大流、图划分、二部匹配、采样随机生成树等经典组合问题的当前最快算法的发展。 在过去的一年里,我和我的合著者利用随机矩阵理论的工具来更好地分析图形上的随机过程,产生了一种我们称为随机消除的算法工具[Kyng等人16,Kyng-Sachdeva‘16]。这已经带来了许多进展,包括最简单的拉普拉斯求解器[Kyng-Sachdeva‘16],块对角占优(BDD)矩阵中线性系统的近线性时间求解器[Kyng等人’16](这些系统出现在分析冷冻电子显微镜数据时),用于对图中的随机生成树进行采样的更快算法[Durfee等人‘17a],以及近似拉普拉斯人的行列式[Durfee等人’17b]。 这项提议的关键目标是进一步开发这些程序,并寻求为几个基本问题设计更快和更好的算法。根据这项提议,第一个项目将是开发基于随机淘汰的特殊树木结构。具体地说,我们寻求低伸展生成树的快速算法,这是几个快速拉普拉斯求解器的基本组成部分;并结合基于随机游走的思想来设计用于采样随机生成树的近线性时间算法。 这项提议下的第二个项目将是开发更快、更简单的算法来解决图上的几个基本流问题,包括最大流、二部匹配和多商品流。这些都是理论计算机科学中的经典问题,在连续方法的帮助下,几十年的运行时间障碍已经被打破。 根据这项提议,第三个项目将是为更多类别的线性系统建立求解器,例如那些由分析桁架结构和RLC电路而产生的系统。这里一个特别雄心勃勃的目标是设计更快的算法来求解所有正半定矩阵中的线性方程组,这将直接应用于数值线性代数中的几乎所有问题。

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 }}

Sachdeva, Sushant其他文献

Iterative Refinement for L_p-norm Regression
L_p-范数回归的迭代细化
  • DOI:
    10.1137/1.9781611975482.86
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Adil, Deeksha;Kyng, Rasmus;Peng, Richard;Sachdeva, Sushant
  • 通讯作者:
    Sachdeva, Sushant
Incremental Approximate Maximum Flow on Undirected Graphs in Subpolynomial Update Time
次多项式更新时间内无向图的增量近似最大流
A Simple Framework for Finding Balanced Sparse Cuts via APSP
通过 APSP 寻找平衡稀疏割的简单框架
Nested Dissection Meets IPMs: Planar Min-Cost Flow in Nearly-Linear Time
嵌套剖析与 IPM 的结合:近线性时间内的平面最小成本流

Sachdeva, Sushant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('Sachdeva, Sushant', 18)}}的其他基金

Design of Fast Algorithms using Continuous Methods
使用连续方法设计快速算法
  • 批准号:
    RGPIN-2018-06398
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Design of Fast Algorithms using Continuous Methods
使用连续方法设计快速算法
  • 批准号:
    RGPIN-2018-06398
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Design of Fast Algorithms using Continuous Methods
使用连续方法设计快速算法
  • 批准号:
    RGPIN-2018-06398
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Design of Fast Algorithms using Continuous Methods
使用连续方法设计快速算法
  • 批准号:
    DGECR-2018-00090
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Launch Supplement
Design of Fast Algorithms using Continuous Methods
使用连续方法设计快速算法
  • 批准号:
    RGPIN-2018-06398
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual

相似国自然基金

基于FAST搜寻及观测的脉冲星多波段辐射机制研究
  • 批准号:
    12403046
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
FAST连续观测数据处理的pipeline开发
  • 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
基于神经网络的FAST馈源融合测量算法研究
  • 批准号:
    12363010
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    31 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
使用FAST开展河外中性氢吸收线普查
  • 批准号:
    12373011
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于FAST的射电脉冲星搜索和候选识别的深度学习方法研究
  • 批准号:
    12373107
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于FAST观测的重复快速射电暴的统计和演化研究
  • 批准号:
    12303042
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
利用FAST漂移扫描多科学目标同时巡天宽带谱线数据研究星系中性氢质量函数
  • 批准号:
    12373012
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于FAST望远镜及超级计算的脉冲星深度搜寻和研究
  • 批准号:
    12373109
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    55.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于FAST高灵敏度和高谱分辨中性氢数据的暗星系的系统搜寻与研究
  • 批准号:
    12373001
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于FAST的纳赫兹引力波研究
  • 批准号:
    LY23A030001
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

Design of Fast Algorithms using Continuous Methods
使用连续方法设计快速算法
  • 批准号:
    RGPIN-2018-06398
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Design of Fast Algorithms using Continuous Methods
使用连续方法设计快速算法
  • 批准号:
    RGPIN-2018-06398
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Design of Fast Algorithms using Continuous Methods
使用连续方法设计快速算法
  • 批准号:
    RGPIN-2018-06398
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Design of Fast Algorithms using Continuous Methods
使用连续方法设计快速算法
  • 批准号:
    DGECR-2018-00090
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Launch Supplement
Design of Fast Algorithms using Continuous Methods
使用连续方法设计快速算法
  • 批准号:
    RGPIN-2018-06398
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Design Theory and Implementation of Fast Algorithms to Graph Optimization
图优化快速算法的设计理论与实现
  • 批准号:
    26330012
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Design of fast tree pattern matching algorithms using bit-parallelism on strings
利用字符串位并行性的快速树模式匹配算法的设计
  • 批准号:
    21500010
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Collaborative Research: Algorithms Design and Systems Implementation to Improve Buffer Management for Fast I/O Data Accesses
协作研究:改进快速 I/O 数据访问的缓冲区管理的算法设计和系统实现
  • 批准号:
    0702380
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Fast Algorithms amd Computer-aided Design Tools for Electromagnetic Compatibility Analysis High Frequency VLSI Systems
用于电磁兼容性分析高频 VLSI 系统的快速算法和计算机辅助设计工具
  • 批准号:
    319243-2005
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Postgraduate Scholarships - Doctoral
Semidefinite Programming for Weight Design in Fast Converging Distributed Algorithms
快速收敛分布式算法中权重设计的半定规划
  • 批准号:
    0423905
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 2.4万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了