その他の計算機科学 · 2026年10月1日(木)

分散計算、ゲーム理論、情報理論など。

arXiv econ.TH · cs.GT

Robustness in Mechanism Design

説明メカニズムデザインにおけるロバスト性:オークションと取引メカニズムの最悪ケース分析の概説

要約本論文はオークションのロバストな設計と分析を概説し、計算機科学分野で主流の枠組みとして、あらゆる環境における、ロバストなオークションと最適オークションの性能比の最悪値でロバスト性を測る手法に焦点を当てています。一価オークションの社会厚生目的でのロバスト分析、収益目的の事前分布にロバストなオークション設計、取引利益目的の交換メカニズム設計などを扱います。さらに、ロバストなメカニズム設計では表示原理が必ずしも損失なしではないことを指摘し、その損失を、表示メカニズムに制限した場合に失われる最適なロバスト保証の割合である「表示ギャップ」で定量化します。

Jason Hartline

arXiv cs.IT · math.IT

Efficient Demodulation for Coset Codes on Lattices

説明格子上の剰余符号に対する高速復調法(高速量子化ウォーク復調)

要約本論文は、格子コンステレーション変調における軟判定復調の計算量が大きい問題に対し、高速量子化ウォーク復調(FQWD)を提案する。D4 および E8 格子のボロノイセルへの径方向射影を用いることで、多段剰余符号(MLCC)の復調計算量を O(d2^{sd}) から O(sd2^d) に削減する。AWGN 通信路において、誤りブロック率の最尤復調に対する損失はわずかであることが実験で示された。

Chloe Makdad, Leopold Bertholet, Mairead Cummins ほか

arXiv cs.DC

ePACT: Energy-Performance-Aware Commitment Tracking for LLM Serving

説明ePACT:LLM推論サービス向けのエネルギー・性能を考慮した契約量追従制御

要約LLM推論サービスの消費電力を下げるだけでは、電力調達で事前の契約量から外れた場合に不利なコストが生じうるため、部署全体のコストは必ずしも下がらないことを指摘しています。著者らは、超過利用と過少利用のコストが非対称になりうる時間単位の契約量を対象とし、サービス容量とGPUクロックを調整する二層制御器ePACTを提案しています。H20およびH200のGPUプールによる1日分のトレース模擬実験では、vLLMと比べて非対称な偏差コストを73.8%および75.7%削減し、SLO達成率はvLLMに近い水準を維持したと報告しています。

You Peng, Youhe Jiang, Chen Wang ほか

arXiv cs.IT · math.CO · math.IT

Asymptotically unit-rate storage codes from binary BCH codes

説明二元BCH符号から得られる、漸近的に単位レートの記憶符号

要約記憶符号とは、グラフの各頂点に記号を割り当て、その記号を隣接頂点から復元できるようにする符号である。本論文は、少なくとも2誤り訂正能力を持つ原始BCH符号の三角形を含まない剰余類グラフ上で、二元全パリティ記憶符号のレートが1に近づくことを証明している。双誤り訂正族(体はF_{2^m})については、記憶の不足量がΘ(((1+√5)/4)^m)であることを示している。

Aryeh Lev Zabokritskiy (Yohananov)

arXiv eess.SY · cs.GT · cs.SY

Token Economy Design for Fair and Efficient Highway Congestion Management with Express Lanes

説明快速車線による公平で効率的な高速道路渋滞管理のためのトークン経済設計

要約本論文は、交通効率を損なわずに公平性を高めることを目的とした、高速道路車線配分のためのトークン経済の設計を研究している。研究対象はサンマテオ101快速車線プロジェクトで、高乗車率車両は快速車線を制限なく利用でき、その他の利用者は非金銭的トークンを獲得・消費することで一般車線と快速車線を切り替えられる。マイクロスコピックな交通シミュレーションと実際の需要データにより評価され、提案された価格は快速車線を設けない基準シナリオとほぼ同じ平均移動時間をもたらし、緊急度で重み付けした体感移動時間を大幅に削減したことが示された。

Leonardo Pedroso, Juan Pablo Bertucci, W.P.M.H. Heemels ほか

arXiv cs.GT

Conditioning LLMs on Social Value Orientation improves behavioural alignment in a sequential social dilemma

説明大規模言語モデルを社会的価値志向(SVO)で条件付けると、逐次的社会的ジレンマにおける人間の行動との整合性が向上する

要約研究者は、ムカデゲーム(Centipede Game)の二つの変種について、八つの大規模言語モデルの既定の行動を人間の実験データと比較しました。既定の戦略はモデルごとに大きく異なり、概して人間の分布から離れていました。人間サンプルから抽出した社会的価値志向(SVO)のプロファイルで条件付けすると、人間の基準との整合性が既定値に比べて最大70%向上しました。SVOを高く設定するほどゲームを中止する確率が下がり、人間に見られる利他性と協力の関係が再現されました。

Marco Saponara, Axel Abels, Ann Now\'e ほか

arXiv cs.DC · cs.PF

Exploiting the Interplay of Compute- and Memory-Bound kernels in MPI Applications

説明計算律速と메モリ律速カーネルの相互作用を利用したMPIアプリケーションの高速化

要約通信が少なく、計算律速とメモリ律速の実行が交互に現れる並列アプリケーションでは、MPIの通信待ちがメモリ帯域の競合を偶発的に緩和しうることを示した論文である。光線追跡(計算律速)と光流推定(メモリ律速)を組み合わせた並列オプティカルフローソルバで、非同期化による大きな高速化を確認した。可変の二重カーネル・マイクロベンチマークとモデルベースのシミュレータでも検証している。

Ayesha Afzal, Krishna Manda, Georg Hager

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Optimal Universal Coding of Integers

説明整数の最適ユニバーサル符号化:最小膨張係数の数値決定

要約本論文は整数のユニバーサル符号化(UCI)を扱い、非増加の任意の源分布に対して平均符号長が max{1,H(P)} の K 倍以内に収まる二進符号語を正の整数に割り当てる問題を検討する。著者らは、どの符号についても最悪比が「1点と一様な裾」からなる分布族で達成されることを証明し、プレフィックス符号におけるクラフトの不等式に相当する UCI 不等式を導入して、最適最小膨張係数 C* の同値な定義を得る。数値計算により C* = 2.000124757036101… が得られ、小数点以下15桁が検証されている。

Wei Yan, Yunghsiang S. Han, and Leqian Zheng

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Agentic Wireless Digital Twin Construction and Calibration Using Real-World Measurements

説明実測データを用いたエージェント型無線デジタルツインの構築と校正

要約本論文は、Agentic WDT(AWDT)という、無線デジタルツインを自律的に構築・校正するフレームワークを提案しています。3つのエージェントが、伝搬環境の構築(EnvAgent)、基地局とセクター設定の推定(OpAgent)、電波材料特性の校正(MatAgent)を担い、LTE/NRの参照信号受信電力(RSRP)の測定値とレイトレーシング予測の差を使って反復的にモデルを改善します。実環境での実験では、RSRP予測の平均絶対誤差が11.46 dBから5.25 dBに低減されました。独立した測定システムでの評価では、機器固有の軽量なバイアス補正により機器間での転用可能性も示されています。

Fan-Hao Lin, Kun-Li Shih, Chu-Hsiang Huang ほか

★★★★☆ 注目
arXiv cs.DC · cs.NI · cs.PF コードあり

GPU-Initiated Communication: Dissecting Down to the Bone

説明GPU 主導の通信:基盤レベルまで分解して解析

要約本論文は、GPU スレッドが RDMA 操作を NIC へ直接投入する通信方式を、GPU と NIC の境界から詳しく分析しています。NVSHMEM、NCCL GIN、DeepEP などのライブラリの性能を、ハードウェアの仕組みとライブラリの処理に分けて比較しています。最小構成の GPU 経路では操作の発行に約 0.7 マイクロ秒、完了に約 4.0 マイクロ秒かかり、ライブラリによる追加の発行時間は最大 4.6 マイクロ秒です。提出経路だけでは通信性能を予測できないことも示しています。

注目点最小限の転送層でGPUからNICへの経路を分解し複数ライブラリと比較測定して、ハードウェアとライブラリの遅延を分離した。

Javid Baydamirli, Ismayil Ismayilov, Kaan Oktay ほか

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Communication and Sensing Coverage of UAV Corridor under Beam Misalignment Error

説明ビーム位置ずれ誤差下におけるUAV回廊の通信・センシング・カバレッジ

要約本論文は、地上基地局が現実的な三次元3GPPアンテナパターンを用いた際の、UAV回廊支援ネットワークにおける通信・センシング統合(JCAS)のカバレッジ確率を研究しています。UAV端末は有限円柱としてモデル化した空中回廊内に三次元二項点過程で配置され、基地局はレーダーセンシングにより既知のUAV端末を追跡します。三次元ビーム位置ずれ誤差は多変量正規分布に従うと仮定しています。クラッタと上り通信干渉の下で、JCASカバレッジ確率の厳密な解析式を導出し、高高度では回廊長の効果が飽和すること、およびビーム幅が干渉抑圧と位置ずれ感度の間でトレードオフになることを示しています。

Harris K. Armeniakos, Petros S. Bithas, Konstantinos Maliatsos ほか

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Joint Communication and Sensing in Aerial Corridors: A Novel Stochastic Geometry Framework

説明空中回廊における通信とセンシングの統合:新しい確率幾何学フレームワーク

要約本論文は、空中回廊に存在する無人機群を対象に、通信・センシング統合(JCAS)のカバレッジ確率を解析する確率幾何学フレームワークを提案します。回廊は有限円柱としてモデル化され、無人機ユーザーは三次元二項点過程に従って分布します。基地局は三次元3GPPアンテナパターンを用い、既知のユーザーをレーダーで追跡します。クラッターと上りリンク干渉の下で、JCAS カバレッジ確率の厳密な解析式が導出されています。基地局アンテナビームの指向性を高めると、特に短い回廊で性能が大きく向上することが示されています。

Harris K. Armeniakos, Petros S. Bithas, Athanasios G. Kanatas ほか

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Exploiting UAV Attitude for Covert Communications: Dynamics-Consistent Trajectory-Attitude Co-Design

説明無人機の姿勢を活用した秘匿通信:動力学に整合した軌道・姿勢の共同設計

要約既存の無人機秘匿通信の軌道設計は多くが質点モデルに基づき、飛行運動とアンテナ向きの結合を無視している。本論文は、監視者が存在する状況で、指向性アンテナを備えた回転翼無人機が正規受信機へ機密情報を送信する場面を扱い、加速度による姿勢変化とその指向性チャネル利得への影響を明示的にモデル化する。監視者側のKLダイバージェンスに基づく秘匿制約を導出し、MM法で軌道と姿勢を共同最適化して平均秘匿レートを最大化する手法を提案する。姿勢制御に誤差がある場合へのロバスト設計も扱う。

Jinpeng Xu, Lin Zhou, Xin Xie ほか

arXiv cs.DC

RapidMoE: Exploiting Cross-Asymmetry via Adaptive Residual Offloading for Large-Scale MoE Inference

説明RapidMoE:大規模MoE推論のための適応的残差オフローディング(非対称性の活用)

要約本論文は、CPU-GPUのヘテロジニアス環境で大規模Mixture-of-Experts(MoE)モデルを推論する際に、アルゴリズムの負荷と硬件特性が噛み合わず、PCIe帯域がボトルネックになる問題を扱います。専門家単位から比特単位へとオフロードを細分化する残差オフローディングシステムRapidMoEを提案し、コンパクトで分離されたデータ表現、ハードウェア能力に合わせた二経路のルーティング、均衡のとれた計算スケジューリングを組み合わせます。実験では、最先端のオフローディングシステムと比べ、デコードで最大3.5倍、プリフィルで最大2.1倍の高速化が示されています。

Wenxun Wang, Likai Ma, Zongle Huang ほか

arXiv cs.IT · math.IT

Task-Oriented Boolean Function Computation: Practical Code Constructions

説明タスク指向のブール関数計算:実用的な符号構成

要約本論文は二値の判断タスクを対象に、リード・ソロモン符号に基づくブール関数計算(BFC)の実用的な符号構成を提案し、ノイズのない二値通信路と雑音のある通信路の両方を扱います。有限ブロック長での最悪ケース誤り上界を導出し、関数族ごとのレートと信頼性のトレードオフを特徴づけています。雑音のある通信路では、通信路符号レートの半分の計算レートを達成すると報告され、数値結果では従来の伝送に比べた信号対雑音比の利得が示されています。

Yangshuo He, Guanding Yu, Jingge Zhu

★★★★☆ 注目
arXiv cs.DC

Serving a Revisable World: Versioned Execution for Interruptible Agents

説明修正可能な世界へのサービス提供:中断可能なエージェントのためのバージョン管理実行

要約本論文は、LLM エージェントがタスクの途中で修正される場合に対応する、RETIRE というサービス制御プレーンの設計を提案する。実行バージョンが出力の公開や状態の導入の権限を持ち、古いタスクを取り消したうえで、後継が引き継げる完了済みプレフィックスを確認する。vLLM への実装では、対照実験において、修正から後継の最初のトークンまでの時間が中央値で 17.1% 短縮されたと報告している。

注目点版本化実行により古い作業の取り消しと有用なKV状態の継承を統一した新しい制御面を提案し、vLLMで実装して対照実験で中央値17.1%のTTFT短縮を示した。

Yanxin Zhang, Rahul Sharma, Nitin Vegesna ほか

arXiv cs.GT

Fairness and Non-wastefulness in Matching with Siblings and Initial Enrollments: Compatibility and Complexity

説明兄弟姉妹と既存の入園を含むマッチングにおける公平性と無駄のなさ:両立性と計算複雑性

要約本論文は、家族と保育所の間の双方向マッチング問題を研究する。ある家族は複数の子どもを持ち共同の選好を持つことがあり、一部の子どもは既に保育所に在籍して転園を希望している。著者らは、元の割り当てに戻れる「再配置(resettlement)」の概念を導入し、無駄のなさと再配置に基づく公平性を同時に満たすマッチングの存在を貪欲改善アルゴリズムで示す。また、これらの解概念の計算複雑性も分析し、一部の判定問題はNP完全、coNP完全であり、再配置結果の計算はPLS困難であることを明らかにしている。

Haris Aziz, Gergely Cs\'aji, Zhaohong Sun ほか

arXiv cs.DC

Seamless Reconfiguration for DAG-BFT

説明DAG-BFTのシームレスな再構成:非同期ネットワークでシステムを止めずにノードを追加・削除する方式

要約本論文は、非同期ネットワーク上で有向非巡回グラフ(DAG)を用いるビザンチン原子ブロードキャスト・プロトコルに対し、シームレスな再構成方式を提案するものである。既存のDAG型プロトコルは多くが参加ノードを固定と仮定しており、既存の解決策もシステムの停止や、事前に定めたエポック境界までのメンバー変更の遅延を伴う。本研究のプロトコルは、メンバーおよび対応する定足数の閾値が変わる間もDAGの成長を続け、システムを停止させない。著者らの知る限り、完全非同期ネットワークでDAG型ビザンチン原子ブロードキャストにシームレスな再構成を提供する初のプロトコルであるとしている。

Michael Yiqing Hu, Leander Jehl, Paul Franke-Bergmann ほか

★★★★☆ 注目
arXiv cs.DC · cs.DB

Feature Freshness Budgets for Real-Time ML Inference Under Stream Lag

説明ストリーム遅延下におけるリアルタイム機械学習推論の特徴量鮮度予算

要約本論文は、オンライン特徴量ストア(feature store)をイベントストリーム上のマテリアライズドビューとしてモデル化し、特徴量ごとの鮮度予算(特徴量が使われる判断ウィンドウと、サービング経路による陳腐化との差)を定義します。単一特徴量の陳腐化上限と閉形式の閾値を証明し、離散事件シミュレーションおよび Kafka・Redis・PostgreSQL による実環境パイプラインで検証しています。シミュレーションと実環境の差は主にサンプリング位相によるもので、位相をランダム化すると特徴量ごとの欠落率の平均絶対誤差は 0.018 となりました。

注目点オンライン特徴の鮮度を有界な予算として定式化し閉形式の閾値を導出、実際のKafka/Redis/PostgreSQLで検証し、シミュレーションの位相固定による偏りを明らかにした。

Amit Rajula

arXiv cs.ET · cs.IT · math.IT

Reading While Writing: Baseline Information Requirements for Molecular Neural Interfaces

説明書きながら読む:分子神経インターフェースに必要な基準情報

要約神経伝達物質を送達すると同時に検出する分子神経インターフェースが、自身の化学入力のもとで内因性放出をどう推定するかを扱う論文です。飽和取り込みと濃度変化の測定を共有する二つの領域を解析し、未知の安静時濃度差が源領域の増分取り込みの不確実性につながることを示しています。ドーパミンを例にした検討で、基準情報や送達情報が放出の分類に与える影響も論じられています。

Hongbin Ni, Ozgur B. Akan

arXiv cs.DC · cs.OS

MANTA: Machine Learning Augmented Tiering Advisor

説明MANTA:機械学習で強化されたメモリ階層化アドバイザー(ページ配置の判断を改善する仕組み)

要約メモリ階層化は、高速なDRAMとCXL接続メモリなどの低速な階層を組み合わせ、メモリ容量を拡張する手法です。本論文は参照用のオフライン最適化器ChOMPと軌跡駆動型シミュレータを用いて分析を行い、その結果を踏まえて、実行時のアクセス特徴からページの将来の有用性を予測する軽量な学習モデルをARMSに統合したMANTAを提案しています。エミュレートされたCXL上の8つのワークロードでは、4GBの高速メモリ時にARMSに対して幾何平均で1.12倍(Linux 6.2)と1.08倍(Linux 6.18)の高速化を達成し、Optane上の6つのワークロードでは1.69倍でした。

Johannes Freischuetz, Kiet Pham, Sujay Yadalam ほか

arXiv cs.DC · cs.DB

Ditto: Generalized Reconfigurable Linearizable Reads

説明Ditto:汎用的に再構成可能な線形化可能読み取り手法

要約本論文は、分散データストアにおける線形化可能な読み取りの遅延を扱い、既存の読み取りアルゴリズムを一般化された空間に分類するフレームワークと、その遅延の数学的分析を示しています。分析から、読み取りと書き込みの遅延の間、および読み取りと書き込みのネットワーク変動への耐性の間という2つの基本的トレードオフが明らかになっています。著者らは新アルゴリズム Pairwise Quorums と、実行時に条件に応じて再構成する Ditto を提案し、既存の各アルゴリズムに対して優位に立つか、真のトレードオフがある場合には同等になると主張しています。

Aleksey Panas

arXiv cs.DC

MegaFlux: Skew-Resilient MoE Megakernels via Pipelined Expert Replication

説明MegaFlux:パイプライン化されたエキスパート複製による偏りに強い MoE メガカーネル

要約本論文は、混合エキスパート(MoE)モデルでルーティングが偏ると一部の GPU が過負荷になり層全体の遅延を招く問題を扱い、MegaFlux を提案します。実行時に人気の高いエキスパートを複製するか判断し、複製に伴う重み転送と逆伝播の勾配削減をエキスパート計算と重ねてパイプライン化します。8 基の NVIDIA B200 GPU での 147 構成の測定では、固定配置と比べ順伝播で幾何平均 1.45 倍、逆伝播で 1.28 倍の高速化が報告されています。

Jianzhu Yao, Siva Kumar Sastry Hari, Vignesh Balaji ほか

arXiv cs.GT

Forming Alliances in the Fog of War: A General Lotto Perspective

説明戦争の霧の中での同盟形成:一般ロット理論からの考察

要約本論文は、共通の敵に対して二人のプレイヤーが協力する場合に、不確実な情報のもとで同盟が有利になりうるかを検討しています。モデルは連合型の一般ロットゲーム(General Lotto game)で、プレイヤーは複数の価値ある競争に資源予算を配分します。相手や味方の予算が乗数の範囲でしか分からない場合に、双方に利益をもたらす予算移転がどのようなゲームで存在するかを特徴づけています。すべての不確実性の水準で、そのような頑健な移転が正の測度をもつゲームの集合に存在することを示しています。

Edik Hakobyan, Vade Shah, Jason R. Marden

★★★★☆ 注目
arXiv cs.GT

Two-sided Market Design Meets Autobidding

説明双方向市場の設計と自動入札の融合:広告取引で売り手と買い手の双方が戦略的に振る舞う場合の交換メカニズムを研究

要約本論文は、オンライン広告で自動入札者が支払いに対する価値比率(RoS)を最大化する双方向市場を分析します。まず無事前情報の設定では、価値最大化エージェントが存在する場合、多くの効用真実性・予算均衡型メカニズムの無秩序価格(PoA)が無限大になることを示します。次に、RoS入札の下でMcAfeeの取引縮小メカニズムが流動的余剰に対して定数のPoAを達成することを示します。分布情報がある場合には、少なくとも一方がRoS価値最大化者であれば一階最適な流動的余剰を達成する双方向メカニズムを設計し、Myerson-Satterthwaiteの不可能性定理との対比を述べています。

注目点自動入札者を含む両面市場を初めて扱い、否定的結果と肯定的結果を示し、分布情報下で一階最適を達成する機構を設計して、Myerson-Satterthwaiteの不可能性と対比させている。

Yang Cai, Christopher Liaw, Aranyak Mehta ほか

arXiv cs.GT

L2R-EV: Learning What to Repair in Electric Ride-Pooling with Finite Charger Queues

説明L2R-EV:有限充電器待ち行列下の電動ライドシェアにおける修復対象の学習

要約電動ライドシェアでは、乗客サービス、経路、バッテリー、有限数の充電器を同時に管理する必要がある。本論文は、離散事件シミュレータと、共通ディスパッチャ上に載せた学習型修復層を提案し、未回収の乗客の車両間移動を監督スコアと二段階PPOで選別する。マンハッタンの検証エピソード12件では、修復なしと比べ運用コストが6.57%低下し(12件すべてで優位)、充電待ちは41.0%減少した。

Mai Pham, Vikrant S. Vaze, Peter Chin

arXiv cs.GT

Pricing Time, Not Just Tokens: Latency-Aware Mechanism Design for LLM Inference

説明トークンだけでなく時間にも価格を付ける:LLM推論のための遅延考慮型メカニズム設計

要約本論文はLLM推論をサービス市場として捉え、買い手の支払意思額、タスク量、時間選好という三次元の私的情報と、トークン量および遅延の余裕に依存する効用をモデル化しています。主要な結果は分離定理で、離散的なハードウェア階層によって時間選好が内生的に自己選択され、各階層内の三次元スクリーニングが一次元のスクリーニングに帰着するとしています。仮想価値法で最適な階層型メカニズムを特徴づけ、H100およびB200の8GPUクラスタに合わせて校正して検証しています。

Ian McDougall, Karthikeyan Sankaralingam

arXiv cs.IT · math.IT

Modulation Augmentation and Constellation Shaping for LDPC-Coded QPSK

説明LDPC符号化QPSKのための変調拡張とコンステレーション整形

要約LDPC符号化QPSKシステムに短い整形符号を組み込む方式を提案している。LDPC符号語の一部ビットを整形ビットとして用い、整形符号で疎な符号語に写像して低エネルギー点を高頻度で送信し、ガウス様の分布を実現する。受信側はLDPC復号器のフィードバックで整形ビットの対数尤度比を改良し、整形符号帳、ビットとシンボルの写像、コンステレーションを同時最適化する。5G NR のLDPC符号化QPSKおよびQAM-16と比べ、最大で0.6 dBおよび0.53 dBの利得が得られるとしている。

Heping Wan, Joonyoung Cho, Sandesh Rao Mattu ほか

arXiv cs.DC

LatencyLab: A DPDK-Based P4 Pipeline Latency Measurement Framework for FPGA SmartNICs

説明LatencyLab:FPGAスマートNIC向けDPDKベースのP4パイプライン遅延測定フレームワーク

要約本論文はLatencyLab(DPDKベースの測定フレームワーク)を提案し、FPGAスマートNIC上でP4プログラムが追加する遅延を測定します。データパスでのPHC/PTPやクロック同期は不要です。スイッチがプローブパケットを2つのポートに複製し、一方はVitisNetP4パイプライン、他方は対応するバイパス経路を通ります。CPUのタイムスタンプカウンタで到着時刻を記録し、その差分からパイプライン遅延を求めます。AMD Alveo U280上で4つのVitisNetP4プログラムを評価し、測定結果の分布は安定して再現性が高いと報告されています。

Pavani Kuppili, Zhaoyang Han, Yicheng Qian ほか