その他の計算機科学 · 2026年10月8日(木)

分散計算、ゲーム理論、情報理論など。

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FTN Signaling: Spectral Efficiency from BPSK to 16-QAM

説明FTN信号方式:BPSKから16-QAMまでの周波数利用効率に関する研究

要約本論文は、送信電力制約とMMSEチャネル短縮検出の枠組みの下で、BPSK、QPSK、16-QAMにおけるFTN(ナイキスト速度未満の符号間隔)信号方式の有限アルファベット可達情報レートを調べています。低次の変調方式ほど積極的な時間加速に耐え、高次の変調方式はナイキスト限界に近い方が最も高い周波数利用効率を得られることを示しています。6 dBの参照SNRでは、最適な加速係数はBPSKの約0.65からQPSKの0.75、16-QAMの0.90へと変化します。

Emre Cerci, Adem Cicek, Melda Yuksel ほか

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An Improved Upper Bound on the Capacity of the Primitive Diamond Relay Channel

説明原始ダイヤモンド中継通信路の容量に対する改良された上界

要約本論文は、原始ダイヤモンド中継通信路(primitive diamond relay channel)の容量を研究し、Csiszár–Körner–Marton の和等式と Gallager 型の同定法を用いて、既存の上界より改良された上界を導出している。ガウス型の原始ダイヤモンド中継通信路では、提案上界が Wu、Özgür、Peleg、Shamai による強化ガウス上界と一致することを示している。離散無記憶通信路については、いくつかの通信路の例において、提案上界がカットセット界および既存の上界の両方より厳密に小さくなることを評価している。

Deniz G\"und\"uz, Yanxiao Liu, Yi Liu

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Thresholds for Local Coordinate-Wise Linear Properties of Random One-Point AG Codes

説明ランダム一点代数幾何符号の局所座標線形性質の閾値

要約本論文は、ランダム一点代数幾何(AG)符号の局所座標線形(LCL)性質を研究し、明示的な字母表およびサンプリング条件の下で、ランダム線形符号と同じLCL閾値レートを持つことを証明しています。ランダムReed-Solomon符号の「閾値以上」の証明に確率の不等式の向きの誤りがあったことも指摘し、別の論証を与えています。これにより、ランダム一点AG符号のリスト復号、リスト回復などに関する新たな保証と、多項式曲線上の相関一致・近接ギャップの結果が得られています。

Chen Yuan, Ruiqi Zhu

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Exact Second-Order Asymptotics for the Discrete Wyner--Ziv Problem

説明離散Wyner–Ziv問題の厳密な二次漸近解析

要約本論文は離散Wyner–Ziv問題を再検討し、厳密な二次漸近結果を示します。事後分解、集中不等式、martingaleの条件付きガウス近似を用いて二次の逆定理を導出し、Li と Li(arXiv 2025)の可達性結果を、テスト通路が観測された源系列の型に依存することを許す形に拡張しています。両者の境界を組み合わせて厳密な二次漸近が得られています。二元非対称源と四元源の数値例では、前者ではLiとLiの可達境界が最適であり、後者では本論文の可達結果が優れ、超過歪み確率0.1と0.2でそれぞれ二次符号化レートを10.77%および21.35%削減しています。

Lin Zhou

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Estimation with Quantized Parameter Side-Information

説明量子化されたパラメータ側情報を用いる推定問題

要約本論文は、推定器が独立同分布の観測に加えて、パラメータを量子化した値も得られる推定問題を扱います。量子化の段数には上限があるものの、その他の点では最適化可能としています。観測サンプル数と量子化段数がともに大きい場合、ミニマックスリスクの上界と下界が類似の減衰率を持つことを示しています。

Mathis Wetterwald, Ofer Shayevitz, Mich\`ele Wigger

arXiv cs.DC

Capturing a Moving Target on Star Graphs by Two Communicating Mobile Agents

説明2台の通信可能な移動エージェントによる星型グラフ上の移動目標の捕捉

要約本論文は、m本の射線からなる星型グラフ上で移動目標を探索する問題を扱います。これは線形探索を複数方向に一般化したものです。目標は敵対的に一本の射線上に置かれ、一定の速度で移動します。二台のロボットが協調する場合を考え、対面通信モデルと送受信型の非対称通信モデルを比較し、三つの既知条件の下で競争比の上界を示し、一部の場合については下界も導いています。

Khaled Jawhar, Evangelos Kranakis

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Covering radius of rank-metric codes via covering lifts and clubs

説明被覆提持と club による階数距離符号の被覆半径の研究

要約本論文は、有限体上の線形階数距離符号の被覆半径を、生成行列に基づく幾何学的手法で研究する。符号に付随するq系から被覆リフトを定義し、その超平面重みから被覆半径を求める。これにより、被覆半径が最大値をとるための厳密な判定条件と、それ以外の場合の上界が得られる。また一次元符号について具体的な結論を示し、拡大次数m∈{3,4,5}のすべての一次元符号の被覆半径を決定している。

Giuseppe Marino, Alessandro Neri, Alessia Vallefuoco

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Breaking linearity in the sum-rank metric: MSRD codes from switched σ-rational normal curves

説明和ランク距離における線形性の破壊:切替σ有理正規曲線によるMSRD符号

要約本論文は、σ有理正規曲線のノルム成分を切り替え、線形化Reed–Solomonシンドローム写像で点集合を持ち上げることで、スカラー閉かつ非加法的な最大和ランク距離符号(MSRD)の族を構成する。条件(◇)を満たす分割に対し、最小和ランク距離δの符号が得られ、曲線成分を保持する場合は非加法的である。

Daniele Bartoli, Giovanni Giuseppe Grimaldi, Giovanni Longobardi

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NosRacer: Dynamic Detection of Race Conditions in On-Device Network Operating Systems

説明NosRacer:デバイス搭載ネットワークOSにおける競合状態の動的検出フレームワーク

要約本論文は、産業用デバイス搭載ネットワークOS(NOS)向けに競合状態を動的に検出するフレームワーク NosRacer を提案している。手法は二段階からなり、集中フェーズで設定更新タスクの局所性を利用して分析範囲を絞り込み、摂動フェーズで非同期メッセージの順序を意図的に乱して競合を露出させやすくする。商用 NOS の主要な制御プレーン5コンポーネントで検証が行われている。

Runze Wu, Jingbo Zhai, Shanming Ping ほか

arXiv cs.DC

Federated Zeroth-Order Optimization with Direction Aggregation and Variance Reduction

説明方向集約と分散削減に基づく連合ゼロ次最適化

要約本論文は、クライアントが確率的な関数評価値のみにアクセスできる連合設定における、制約付き非平滑・非凸の確率的最適化問題を扱います。提案手法は方向集約に基づく連合ゼロ次フレームワークで、FedZOOは複数の球面クエリで共有されるミニバッチから局所方向を構成し、FedVRZOは独立したサンプル-方向対から推定量を構成します。いずれもサーバーが加重集約されたクライアント方向により投影更新を一度行い、両アルゴリズムの収束保証を示しています。黒箱敵対的攻撃の実験で有効性が確かめられています。

Qianlong Dang, Baosheng Li

arXiv cs.DC

New Contraction Bounds for Multidimensional Asymptotic Consensus in Dynamic Networks

説明動的ネットワークにおける多次元漸近合意の新しい収縮率上界・下界

要約本論文は、動的ネットワーク上で多次元の漸近合意問題を扱い、ノードが入力の凸包内にとどまりながら互いの入力に任意に近づくことを目指す。非分割ネットワークモデルにおける収縮率の新しい上界 √(2d/(3d+1)) を示し、BallMidpoint アルゴリズムを適用してこれを得ている。さらに多次元の下界を与え、単一ラウンドについては BallMidpoint 戦略が漸近的に最適であることを示している。

Zeremonienmeister Berber Aab, Darya Melnyk, Stefan Schmid

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WZIP and WLZ4: LZ77 Codecs with Match-Length-Dependent Sliding Windows

説明WZIPとWLZ4:一致長に応じてスライディングウィンドウを変えるLZ77コーデック

要約本論文は2種類のLZ77圧縮形式を提案する。WLZ4はバイト整列のLZ4系形式、WZIPはエントロピー符号化を用いるZstandard系形式である。一致長ごとに専用のスライディングウィンドウを持たせ、デコーダは復号済みの長さから偏移範囲を推定する。Silesiaでは、WLZ4の圧縮率がLZ4HCより最大16%高いがデコードは遅い。WZIPの圧縮率はZstandard 22を上回り、信頼済みデコーダの速度はZstandardの約91%である。

Yingquan "Cody" Wu

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Distributed Constrained Resource Management in 6G Networks: A Scalable Hybrid Model-Learning Framework

説明6Gネットワークにおける分散型制約付きリソース管理:拡張可能なハイブリッド・モデル学習フレームワーク

要約本論文は、6G無線ネットワークの無線リソース管理(RRM)を対象に、OFDMの領域知識をマルチエージェント強化学習に組み込む二段階のハイブリッド学習フレームワークを提案しています。第1段階ではチャネル統計に基づき各ユーザーのQoS要件を満たす最小限のリソースを割り当て、第2段階では残りのリソースをマルチエージェントシステムで配分してシステムスループットを最大化します。50MHz帯域などの条件でのシミュレーションでは、既存の最適化・学習ベースラインを上回り、スループットは最大40%向上し、制約充足率は100%と報告されています。

Thang X. Vu, Cuong Le, Symeon Chatzinotas ほか

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Outage-Aware Robust Sensing for UAV ISAC Systems

説明UAV ISACシステムのための停止認識型ロバスト感知手法

要約本論文は、複数基地局によるUAV追跡において、動的な遮蔽により感知リンクが不確かな場合の電力配分を扱う。履歴を考慮した予測器と適応型共形予測集合を組み合わせたロバストな電力配分フレームワークを提案し、保持された非停止パターンにのみ追跡制約を課し、全遮蔽パターンは物理的な感知停止として別扱いする。複数の乱数シードによる閉ループシミュレーションでは、サービス可能スロットの制約違反率は0.01%で、非停止パターン全体を保護する方式より電力を47.0%削減したと報告されている。

Qiming Li, Lei Zhang, Haoran Xu ほか

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Delegate Pricing to Algorithms: When Slow and Steady Wins the Race

説明価格設定をアルゴリズムに委ねる:遅くて着実なほうが勝つとき

要約本論文は、連続時間の価格競争ゲームにおいて、企業が学習アルゴリズムの学習率をどのように選ぶかを分析しています。学習経路全体で得られる割引利潤の合計で利得を評価するメタゲームを構築しています。段階ゲームが戦略的代替性を持つ場合は速い学習を好み、戦略的補完性を持つ場合は速すぎるアルゴリズムが相手の競争的反応を早め、過渡期の利益を損なうと示されています。競争価格が支配戦略で収束も保証される場合でも、均衡では企業が遅いアルゴリズムを設計すると証明されています。

Galit Ashkenazi-Golan, Edward Plumb, Clemens Possnig ほか

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From an entropic inequality for sums in abelian groups to the theorems of Ruzsa and Plünnecke

説明アーベル群の和に関するエントロピー不等式から、RuzsaとPlünnecke の定理へ

要約本論文は、有限アーベル群の部分集合に対するPlünnecke–Ruzsa不等式(和集合の評価)について、情報理論に基づく直接的な証明を与えています。証明は、結合エントロピーを最大化して得られる初等的な結合不等式に基づき、テンソル冪や漸近的な構成は用いません。さらに、Ruzsaの和集合三角不等式も導かれ、非可換群への拡張も示されています。

Chandra Nair, Aref Namayandeh, Zhaobang Zhu

★★★★☆ 注目
arXiv cs.IT · math.IT コードあり

Three Improved Lower Bounds for Binary Error-Correcting Codes

説明二元誤り訂正符号の三つの改良された下界

要約本論文は、符号長・符号語数・最小距離がそれぞれ (22,84,9)、(24,196,9)、(25,65,11) である二元符号の明示的な構成を示す。これにより A_2(22,9)≥84、A_2(24,9)≥196、A_2(25,11)≥65 の下界が得られ、公開表の 80、192、64 を上回る。著者はすべての符号語と網羅的検証プログラムを公開し、独立した検証を可能にしている。

注目点三つの二元符号の下界を明示的構成により改善し、長年の界を破る。網羅的検証可能な具体的符号語により、符号理論の部分分野に実用的価値がある。

Kazuki Ota, Takayuki Osa, Tatsuya Harada

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DRL-Based AoI Minimization for RSMA in Finite-Blocklength MU-MISO

説明有限ブロック長MU-MISOにおけるRSMAのための深層強化学習によるAoI最小化

要約本論文は、短い状態更新パケットの低遅延伝送に重要となる有限ブロック長(FBL)の多元無線ネットワークにおける情報鮮度(AoI)の最小化を扱っています。著者らは、MU-MISOブロードキャスト通信路において動的な資源割当て方策を学習するため、アクタークリティック型の深層強化学習(DRL)フレームワークを提案しています。シミュレーションでは、提案手法(RSMA-RL)が既存のベンチマークより一貫して低いAoIを示し、低SNRと短ブロック長で特に大きな改善が見られたと報告されています。高SNRではベンチマークと同等の性能を保ちつつ、実行時はニューラルネットワークの順伝播一回で済むため、オンライン計算量が大幅に少ないとされています。

Enes Kaya, Mehmet Alp Demircio\u{g}lu, Elif Tugce Ceran ほか

arXiv cs.DC

LLM Agents as Resilience Engineers for Scientific Applications

説明LLMエージェントによる科学技術計算アプリケーションの耐障害性エンジニアリング

要約本論文は、最先端のLLMコーディングエージェントが、HPC向け科学計算アプリケーションのチェックポイント/リスタート(checkpoint/restart)機能を自動実装できるかを検証した研究です。多様な分野のMPIアプリケーション16本からなるベンチマークを構築し、人手を介さない生成・検証・修正のパイプラインで評価しました。その結果、重要な状態が見えるか統一的な抽象化を通じてアクセスできる場合には実用的であることが示されました。一方、状態がモジュール化・断片化している場合は依然として大きな課題です。

Hai Duc Nguyen, Tekin Bicer, Kyle Chard ほか

arXiv cs.DC

Zepp: Accelerating Distributed MoE Serving under Relaxed Balance Constraints

説明Zepp:緩和されたバランス制約下で分散 MoE 推論を高速化する手法

要約本論文は、分散型の Mixture-of-Experts(MoE)モデル推論を高速化するシステム Zepp を提案しています。負荷分散を最適化目標ではなく制約として扱い、ノード間通信のボトルネックを直接最適化します。専家の配置、ルーティング、実行の各段階で段階的に最適化を行います。評価では、7 つの最先端 MoE 推論システムと比べ、MoE 層で最大 6.68 倍、最速の比較対象に対して幾何平均 1.86 倍の高速化を示しています。

Chang Chen, Andrew Yang, Tiancheng Chen ほか

arXiv q-bio.NC · cs.IT · math.IT

If the brain were so simple: Information-based drivers of intelligence and their interaction through an n-body-inspired framework

説明脳がそれほど単純であったなら:情報に基づく知能の駆動要因と、n体問題に着想を得た枠組みにおけるその相互作用

要約本論文は情報理論とアルゴリズム熱力学の観点から、神経系が異なるパターンの情報にどのように応答するかを検討しています。著者らは「情報エンタルピー」という概念を提案し、信号が系の情報エンタルピーを高める能力を測る「情報エンタルピー・ポテンシャル(IEP)」を定義しています。さらに、神経系が高次元の状態空間内で動く仕組みを記述する、検証可能なn体問題に着想を得た枠組みを提示しています。

Brett J. Kagan, Johnson Zhou, Forough Habibollahi ほか

arXiv cs.DC

IAPRepair: In-Network Aggregation Enhanced Proactive Repair for Erasure-Coded Storage System

説明IAPRepair:消失訂正符号化ストレージ向けのネットワーク内集約を活用した能動的修復フレームワーク

要約消失訂正符号(erasure coding)ストレージは全複製より格段に低いストレージオーバーヘッドで耐障害性を得られるが、失われた、または危険にさらされているブロックの修復には大量のノード間データ転送が必要になる。本論文は、修復バッチの構成、再構築ノードと置換ノードの割り当て、移行のスケジューリングを統合的に行い、過負荷になるノードを避けるために必要な場合のみネットワーク内集約を有効にするIAPRepairを提案する。Tofinoプログラマブルスイッチと16台のストレージノードによる実装と評価では、比較対象の先進手法と比べて修復時間を少なくとも47.83%削減したと報告されている。

Lei Liu, Yong Wang, Junqi Chen ほか

★★★★★ 注目
arXiv cs.GT

Optimal Multi-Item Auctions with I.I.D. Values

説明独立同分布の評価値に対する最適な多財オークション(効用を最大化する販売方式の研究)

要約本論文は、優越戦略インセンティブ両立性(DSIC)と事後的個人合理性の下で、収入を最大化する多財オークションを研究している。買い手の評価は加法的であり、各財の価値は同一の有限分布からの独立な抽出である。二点分布については、すべての条件を満たすランダム化機構の中で最適な明示的決定論的機構を与え、最適期待収入を計算する多項式時間アルゴリズムも示している。一般の有限台分布では、正確な最適収入の計算は #P 困難であるとされている。

注目点二点分布下の最適多品目オークションを明示的に与え、一般の有限台では厳密解がP困難であることを示す、新規性と証明の厚みがある研究。

Boyu Liu, Zhengyang Liu, Zihe Wang

★★★★☆ 注目
arXiv cond-mat.stat-mech · cs.IT · math-ph

A general framework for crystallization in maximal hard-core models

説明極大ハードコアモデルにおける結晶化の一般的枠組み

要約本論文は、周期的な格子型グラフ上の一般的な極大ハードコアモデルを研究している。著者らは体積配分の概念に基づく統一的な仮定群を提示し、そこからPeierls条件と分配関数の収束するクラスター展開を導き、Pirogov-Sinai理論の結論を適用できることを示している。標準的な格子型周期グラフを含む複数の例で仮定を検証し、高活性と低活性の両方で結晶化を証明している。また、相共存領域を囲む活性値の評価も与えている。

注目点体積割当に基づく統一的仮定を提示し、低活性でも結晶化を示す。厳密な理論的証明で多くの周期格子モデルに適用する。

Alexander Barg, Qidong He, Geyang Wang

★★★★☆ 注目
arXiv cs.GT

Asymptotically Optimal Public Project Redistribution without Bounded Precision: A Complex-Analytic Proof

説明有界精度の仮定なしで漸近的に最適な公共プロジェクトの収入再分配:複素解析による証明

要約本論文は公共プロジェクト問題における最悪ケースのVCG収入再分配メカニズム設計を扱い、赤字を出さずにVCG支払いをできるだけ多く返還することを目標とします。従来の研究では、型が有界な共通分母の有理数であるという仮定の下でのみ効率比が1に近づくことが示されていました。本論文はこの仮定を取り除き、任意の実数型に対して、最悪ケース効率比が1-O(1/log log n)となる決定的・匿名・戦略耐性かつ赤字なしのメカニズムを構成します。証明には複素解析が用いられています。

注目点有界精度の仮定を取り除き、複素解析による新しい証明で1-O(1/log log n)を達成;影響はメカニズム設計理論に限られる。

Mingyu Guo

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QoS-Aware Joint Concurrency and HARQ-Limit Design for HARQ-CC-Aided Slow Fluid Antenna Multiple Access

説明サービス品質を考慮した同時接続数とHARQ上限の共同設計:HARQ-CC支援型低速流体アンテナ多元接続

要約本論文は、下り回線においてChase合成を用いるハイブリッド自動再送要求(HARQ-CC)を適用した低速流体アンテナ多元接続(sFAMA)を扱う。同時接続ユーザー数Uと HARQ 伝送上限Cを、サービス品質を考慮して共同で最適化する手法を提案し、二段階の最適化により、実現可能な同時接続数を最大化した後、停止確率と平均サービス制約を満たす最小のCを選択する。数値結果はモンテカルロシミュレーションと一致し、提案する適応型FASは6ユーザーの同時接続を支えられ、固定HARQのFAS(3~5)やHARQ適応型の固定位置アンテナ(2)を上回ることが示されている。

Sixu Han, Kai-Kit Wong, Hanjiang Hong ほか

★★★★★ 注目
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A G-Invariant Erdős--Hanani Theorem with Applications to Optical Orthogonal and Constant-Weight Codes

説明G 不変 Erdős–Hanani 定理と光直交符号・定重符号への応用

要約本論文は置換群 G の作用の下での t-(v,k,1) パッキングを扱い、G に関する二つの条件のもとで点数 v が無限大に近づくとき、区組数が漸近的に (1-o(1))C(v,t)/C(k,t) に達する自由な G 不変パッキングが存在することを示す。これは Erdős–Hanani 定理の G 不変版である。その結果を、光直交符号、多次元・シグネチャパターン版の符号、循環および準循環の定重符号に適用し、対応するパラメータで Johnson 界が漸近的に達成されることを述べる。また、各波長に高々一つのパルスを持つ二次元光直交符号の最大サイズの漸近値を決定している。

注目点Erdős–Hanani定理を群不変パッキングに拡張し、光直交符号などの漸近最大サイズを厳密な証明で決定している。

Yeow Meng Chee

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Modeling and Performance Evaluation of Distributed Satellite Antennas: Space Is Much Closer Than One Might Think

説明分散型衛星アンテナのモデリングと性能評価:宇宙は想像よりずっと近い

要約本論文は、複数の協調衛星が大開口のアンテナを合成し、一般の携帯端末へブロードバンド接続を提供する構成を扱っています。球面波モデルや地球曲率を含む幾何学モデルを組み合わせ、簡略化の仮定がスループットと不通確率に与える影響を定量化しています。数値結果では、各衛星アレイ内の局所平面波近似に基づくマルチアンテナプリコーディングが球面波の基準値によく一致する一方、全体平面波近似では大きな損失や完全な不通が生じうることが示されています。

Giacomo Bacci, Riccardo De Gaudenzi, Marco Luise ほか

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Low-complexity Equalization of Zak-OTFS Via Neumann Series

説明ノイマン級数によるZak-OTFSの低複雑度等化

要約本論文は、無線チャネルの遅延・ドップラー特性に合わせて搬送波波形の正規直交基底を選ぶ一般的な方法を提案します。衛星通信と地上局から無人航空機(UAV)への通信を例に、低複雑度の等化が可能であることを示しています。また、分数遅延やドップラーシフトに対して頑健であることも示されています。チャネルのタップが選んだ部分群内にある場合は、単一タップの等化器で信頼性の高い通信が可能になるとしています。

Vineetha Yogesh, Saif Khan Mohammed, Sandesh Rao Mattu ほか

arXiv math.ST · cs.IT · math.IT

On the Impossibility of Estimating the Average Mixing Time

説明平均混合時間の推定が不可能な場合について

要約本論文は、単一の定常軌跡から マルコフ連鎖の平均混合時間を推定するために必要なサンプル数について、ほぼ一致する逆向きの上界を示しています。最悪ケースの混合時間が全初期状態にわたって定常分布からの全変動距離を最大化するのに対し、平均混合時間はこの距離を定常分布で平均するため、大幅に小さくなりえます。逆向きの界は推定が不可能となる条件を明らかにし、対数因子を除き既存の達成可能界の主要な依存関係と一致します。これにより、平均混合時間の推定に対してほぼ厳密なPAC保証が与えられています。

Nathan A. Judd, Amedeo Roberto Esposito

★★★★☆ 注目
arXiv cs.GT

A Constant-Factor Approximation to Multidimensional Consumer Utility

説明多次元消費者効用に対する定数倍近似

要約本論文は、消費者が譲渡不能な「苦役」で支払う社会サービスを想定し、消費者効用を最大化するメカニズムを研究している。単位需要の複数買い手と異質な財を対象に、一般的な独立値では5.67+ε、独立同分布の場合は2e/(e-1)の近似を示す。このメカニズムはベイズ的インセンティブ両立性と事後個人合理性を満たし、多項式時間で計算可能である。

注目点効用最大化に対し単純な機構で定数倍近似が可能かという未解決問題に答え、従来の対数的ギャップを改善する定数近似を示す。

Kira Goldner, Taylor Lundy, Thodoris Tsilivis

arXiv cs.DC

LOCAA: An Agentic System for Automated Lossy Compressor Tuning

説明LOCAA:有損圧縮器のパラメータを自動調整するエージェントシステム

要約大規模な科学シミュレーションは膨大なデータを生成するため、有損圧縮が保存とデータ移動のコスト削減に不可欠です。しかし利用者は誤差上限でしか圧縮器を設定できず、その結果を予測しにくいため、時間のかかる網羅的探索が必要になりがちです。本論文は大規模言語モデルに基づくエージェント LOCAA を提案し、ツール連携の実行、圧縮器を意識した指針、永続メモリにより閉ループの探索を行い、利用者定義の目標と制約に対応します。三つの科学応用と五種の圧縮器で評価した結果、固定圧縮比の探索では二分探索より試行回数が少なく、複数の品質制約下では平均試行回数が二分探索の 61.5 から 17 に減少しました。

Khondoker Mirazul Mumenin, Dong Dai, Sheng Di ほか

arXiv cs.IT · math.IT

Polarforming for MIMO Covert Communications

説明MIMO隠密通信のための偏波フォーミング手法

要約本論文は、偏波可変アンテナを用いたMIMO隠密通信を扱い、送信側と受信側がそれぞれ偏波フォーミングを行い、送信共分散行列と送受信の位相シフトベクトルを同時に最適化することで、隠密性と送信電力の制約下で受信側の達成可能レートを最大化します。ガウス信号化とウィリーの放射検出を仮定し、有限観測長での最適閾値と厳密な最小検出誤り確率を導出しています。交互最適化アルゴリズムを提案し、数値結果では基準方式に対して最大53.8%の速率向上が示されています。

Xin Xie, Jinpeng Xu, Yihang Huang ほか

arXiv econ.TH · cs.GT · math.CO

Risk-minimizing GUE-implementations of truthful reporting in a Dynamic Social Choice Problem

説明動的社会的選択問題における正直な報告を実現するリスク最小化GUE実装

要約本論文は、動的社会的選択問題における保証効用機構(GUM)を扱う。著者らは、この機構がこれまで知られていなかったリスク最小化との関係を持つことを示している。効率的な決定方針を固定したうえで、正直な報告を実現するGUE実装の中から、分散を最小化し予算均衡する移転ルールを検討している。

Endre Cs\'oka, M\'at\'e Viczi\'an

arXiv cs.AR · cs.DC

SUSpMV: A High Frequency Sparse Matrix Vector Multiplier on HBM Enabled FPGA written in SUS

説明SUSpMV:SUSで記述したHBM搭載FPGA向けの高周波数疎行列ベクトル積演算器

要約本論文は、新しいハードウェア記述言語SUSで記述された疎行列ベクトル積(SpMV)アクセラレータSUSpMVを紹介します。Alveo U280 FPGA上で、全32本のHBMチャネルを使い400MHzで32個の計算ユニットに行列データを供給し、入出力ベクトルはDDRメモリに格納します。原文によれば、同一プラットフォーム上の先行研究と比べて幾何平均で79%の改善を示し、ピーク性能は144.9 GFLOPsに達したとされています。

Lennart Van Hirtum, David Volz, Andreas Koch ほか

★★★★☆ 注目
arXiv cs.IT · cs.DS · math.IT

Settling the Sample Complexity of Rényi Entropy Estimation

説明Rényi エントロピー推定の標本複雑度を非整数次で確定(Rényi エントロピーの推定に必要なサンプル数の厳密な評価)

要約本論文は、サイズ d の離散アルファベット上の未知の分布について、非整数次 α>0 の Rényi エントロピーを加法誤差 ε 以内で推定するのに必要なサンプル数を扱います。上界と下界が一致する Θ の評価を与え、整数次の場合のみ解決されていた複雑度の全体像を完成させています。上界では大きな確率に対して改良された多項式近似推定量によりバイアスを減らし、下界では新しいモーメントマッチング構成による困難事例を用いています。

注目点非整数次Rényiエントロピー推定の標本複雑度を上下界で一致させて確定し、新しいモーメントマッチング構成を示す。証明は厳密。

Qisheng Wang

arXiv cs.DC

Efficient Heuristics and Machine Learning Approach for Fault Characterization in Distributed Self-Stabilizing Programs

説明分散自己安定化プログラムにおける障害特性解析のための効率的なヒューリスティクスと機械学習アプローチ

要約本論文は、分散共有メモリ系で発生する一貫性違反障害(cvf)、すなわちあるプロセスが他のプロセスの書き込みより古いデータを読んでしまう障害を研究している。(Δ+1)グラフ彩色プログラムには衝突辺に基づく状態空間探索を、最大独立集合プログラムには機械学習モデルを提案し、障害がいつどこで起きるかを分析している。ただし、原文の情報に基づく要約である。

Amit Garu, Duong Nguyen

★★★★☆ 注目
arXiv cs.GT

Settling PROPm and PROPavg in Graphical Resource Allocation

説明グラフ資源配分におけるPROPmとPROPavgの決着:PROPmの向きは常に存在し、PROPavgは存在しない場合も

要約本論文は、エージェントを頂点、分割不能な財を辺とし、各財を両端のいずれか一方に割り当てるグラフ資源配分における比例的公平性を研究します。多重グラフ上の財(goods)に対してPROPmを満たす割り当ての向きが常に存在し、効率的に計算できることを示し、その結果は家事(chores)や財と家事の混在にも拡張されます。一方、二値評価の単純グラフでもPROPavgの向きが存在しない場合があり、その存在判定はNP完全であることを示します。さらに財の場合のPROPmの効率損失は正確に2であり、PROPm下での厚生最適化などの困難性結果も与えられています。

注目点PROPmとPROPavgの存在性に関する未解決問題を解決し、多項式時間構成とNP完全性の厳密な証明を与えている。

Bo Li, Ankang Sun, Ruijie Wang

arXiv eess.SP · cs.IT · math.IT

Antenna Coding by Pixel Antennas: Unlocking A New Dimension for Wireless Communications

説明ピクセルアンテナによるアンテナ符号化:無線通信に新たな次元を開く

要約従来の無線通信用アンテナは放射パターンが固定されており、アンテナ数を増やすことはコストやサイズの面で限界に近づいている。本論文は、ピクセルアンテナ(pixel antenna)を用いたアンテナ符号化(antenna coding)を包括的にまとめたサーベイである。隣接するピクセル間の可変集中素子を制御して放射パターンを柔軟に変え、ビーム空間領域で新たな自由度を得る仕組みを説明し、チャネル利得と多重化利得の向上という二つのケースと最適化手法を整理している。最後に今後の課題と機会を示している。

Zixiang Han, Shanpu Shen, Yifei Yuan ほか

arXiv cs.GT

Sharper bounds on the thresholds for sensitive and Blackwell optimality

説明敏感最適性と Blackwell 最適性の閾値に対するより鋭い上界・下界

要約本論文は、完全情報二人確率ゲームにおける Blackwell 最適性と敏感最適性を扱います。これらは平均利得最適性と割引最適性を、より先を見越した選好に対応させて一般化した基準です。割引因子の閾値(割引最適方策が Blackwell 最適方策や d 敏感最適方策と一致する最小の割引因子)について上界と下界を与えています。約化された多項式族に着目することで既存研究より強い結果を得て、Mahler 界と Cauchy 界に基づく根の分離法により、文献で最も強い Blackwell 閾値の上下界を導いています。さらに、多連鎖確率的設定における d 敏感閾値の界を初めて示しています。

Xavier Allamigeon, St\'ephane Gaubert, Julien Grand-Cl\'ement ほか

★★★★☆ 注目
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MacKay-Neal Codes Achieve Capacity under MAP Decoding

説明MacKay-Neal符号のMAP復号下での容量達成

要約本論文は、次数が固定されたMacKay-Neal符号が通信路容量を達成できるという統計力学的予測を証明する。容量が3/ℓより厳密に大きい各二元入力無記憶対称通信路について、最大事後確率(MAP)復号下での平均ブロック誤り確率はO(log N/N)であり、実際の送信符号化率は3/ℓに収束する。

注目点統計力学による予測であったMacKay-Neal符号が固定次数で通信路容量に到達することを証明し、MAP復号の明示的な誤り界を与えた。理論的な突出した成果だが、影響は符号理論の一分野にとどまる。

Kenta Kasai

arXiv cs.GT

Asymptotic Subsidies for Envy-Free Allocation

説明無嫉妬配分のための漸近的補助金:分割不可能な財の配分で、全員が羨望なしになるために必要な最小の金銭補助金の漸近的性質を扱う研究

要約本論文は、m_n個の分割不可能な財をn人の主体に配分する際に、厳密な無羨望(envy-free)を実現するために必要な最小の金銭補助金を研究している。評価関数は加法的で、財の価値は独立同分布に従うと仮定し、n→∞の設定で場合分けして分析している。すべての事例で無羨望の結果を返す三次時間アルゴリズムを提示し、ランダムモデルの下で補助金の漸近的な上界を与えている。m_n=qnかつq=1の平方ケースでは、最小補助金がΘ_p(log n)になると述べている。

Zekai Wu

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q-ary GRAND

説明q 元 GRAND(推測ランダム加法性雑音復号)

要約本論文は、q 元アルファベット上の線形符号に対する q 元 GRAND 復号器を提案している。復号器は並べ替えられた記号尤度配列を用い、3 種類の局所子ノード生成規則で記号偏差パターンを生成する。著者らは、これらの規則が全行インデックス空間上の単調な有根全域木を導くことを示し、探索を制限しない場合に最良優先探索が最尤(ML)復号を与えることを証明している。Reed-Solomon 符号による数値実験で最尤復号との一致が確認され、有限の探索予算における性能と計算量のトレードオフも示されている。

Reza Dianat, Majid Nasiri Khormuji, Hiroyuki Seki

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Sequential Random Sampling PIR with Multiple Colluding Servers in DNA-Based Data Storage

説明複数の共謀サーバーを用いた、DNAデータ保存向け逐次ランダムサンプリング型PIR

要約DNAデータ保存における逐次ランダムサンプリング型のDNA私的情報検索(SRS DNA PIR)を研究している。データベースは同サイズの複数のサーバーに分割され、サーバー同士が共謀する場合も扱う。ダウンロードコスト(期待クエリ数)と、相互情報量で測るプライバシー漏えいとのトレードオフを分析し、最適化問題で表される下界を導出している。各サーバーが2つのファイルを保存する場合にはこの下界が達成可能で、それを実現する方式を構成している。任意サイズのサーバーについては、ランダムに選んだサーバーの部分集合に単一サーバー方式を適用する方式を示している。

Chen Wang, Natalia Silberstein, Eitan Yaakobi