その他の計算機科学 · 2026年11月7日(土)

分散計算、ゲーム理論、情報理論など。

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arXiv cs.IT · eess.SP · math.IT

Performance Analysis of Entanglement Swapping DV-QKD over MIMO FSO Channels

説明MIMO自由空間光路におけるエンタングルメント交換DV-QKDの性能解析

要約本論文は、偏光符号化離散変数量子鍵配送(DV-QKD)をエンタングルメント交換に基づいて用いる多入力多出力(MIMO)自由空間光量子通信システムを研究し、直接リンクの到達距離を超えて安全な通信を延ばすことを目的としています。特異値分解によりMIMO経路を並列の空間固有チャネルに分解し、クラウス演算子で光子損失を、閾値検出器モデルで中継器を表現して、量子ビット誤り率と秘密鍵レートの解析式を導出しています。数値結果から、エンタングルメント交換は直接伝送より長距離でも低い誤り率を保ち、MIMO構成が増えるほど交差距離が大きくなることが示されています。

Sushil Kumar, Soumya P. Dash, and George C. Alexandropoulos

arXiv cs.DC · cs.PF

Performance Benchmarking of Federated Learning Frameworks for Medical Image Classification

説明医用画像分類向け連合学習フレームワークの性能ベンチマーク

要約本研究は、単一ホストのコンテナ環境で、MedNIST の二次元医用画像データと ResNet-10 モデルを用いて、Flower、NVIDIA FLARE、FedBioMed の三つの連合学習フレームワークの資源消費を比較したものです。合計 81 回の実行で、実行時間、CPU・メモリ使用量、GPU 使用率、ネットワーク通信量、最終精度を計測しました。サーバーのメモリ、GPU 使用率、通信量、実行時間にはフレームワーク間で差が見られましたが、評価した短い学習スケジュールでは最終精度に統計的に有意な差はありませんでした。

Vithor Pileco, Luan Mantegazine, Claudio Geyer

★★★★☆ 注目
arXiv cs.GT

On the Convergence of First-Order Methods in Signaling Games

説明シグナリングゲームにおける一次法の収束性に関する研究

要約本論文は、非対称情報下の戦略的相互作用を表す最小限の展開型モデルであるベイズ型シグナリングゲームにおける一次の学習ダイナミクスを研究している。標準的なオンライン学習アルゴリズムは厳密な完全ベイズ均衡(PE)には収束するが、非厳密な均衡には収束しないことが示される。著者らは有限シグナリングゲームにおいて、PEが変分安定であることと厳密であることが同値であると特徴づけ、厳密なPEの近傍での局所的な収束保証を与えている。

注目点新規性は、シグナリングゲームにおける一次学習の局所幾何を特徴づけた点にあり、PEが変分安定であることは厳密であることと同値だと報告している。対象は子分野に限られる。

Rilind Sahitaj, Artem Tsikiridis, Martin Bichler

arXiv cs.DC

OneReel: Efficient Multi-Scene Video Generation with Scene-Structured Attention

説明OneReel:シーン構造注意による効率的なマルチシーン動画生成

要約本論文は、学習を必要としないマルチシーン動画生成システムOneReelを提案します。シーン構造を活用し、各シーン内では完全な注意を維持しつつ、シーン間の情報交換を有界な共有メモリに限定します。これにより、注意計算量をシーン数に対する二次から線形へと削減します。四つの動画生成モデルでの評価では、密な注意と比べて1.7〜4.9倍のエンドツーエンド高速化を示し、テキスト追従精度を34〜37ポイント向上させつつシーン間の一貫性を保つと報告されています。

Wei Zhang, Yuchen Wang, Tianrui Feng ほか

arXiv cs.IT · math.IT

Learning-Assisted Beamforming Optimization for Hybrid XL-RIS-Aided Communication

説明ハイブリッド型超大規模再構成可能インテリジェント表面支援通信のための学習支援ビームフォーミング最適化

要約本論文は、ハイブリッド能動・受動型の超大規模再構成可能インテリジェント表面(XL-RIS)を用いた近傍界の下り多ユーザMISOシステムを扱う。離散座標上昇法に基づく交互最適化により、基地局プリコーダ、離散位相シフト、能動素子の増幅利得を同時に最適化する手法と、計算負荷の低い深層展開(deep unfolding)による代替手法を提案している。数値結果によると、深層展開法は交互最適化法に近い和レートを、大幅に短く、ほぼ一定の実行時間で達成し、両手法とも離散ハードウェア制約下で多様体最適化法を上回る。

Awuni Mohammed Abdul-Razak, Kyungchun Lee

arXiv cs.GT

A Cooperative Game Theoretic Model for Sustainable, Smallholder Carbon Farming

説明小規模農家による持続可能なカーボンファーミングのための協力ゲーム理論モデル

要約本論文は、小規模農家が連合を形成してカーボンファーミングに参加する方法を、協力ゲーム理論の枠組みで分析する。個別のポートフォリオ最適化、連合全体の最適化、シャープレイ値やコアなどによる余剰の配分という三つの要素から構成される。著者は専門家が構築したデータセット CarbonFARM-Bench を公開し、管理された計算実験を行った。その結果、単独参加はほぼ実行不可能で、連合は規模の経済により大きな価値を生むことが示されている。

Geetha Charan, Thandava Sunkara, Rohit P Suresh ほか

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Mobility Information Capacity of Multi-Robot Systems: Safety-Aware Maneuver Design

説明マルチロボットシステムの機動情報容量:安全性を考慮した機動設計

要約本論文は、共有作業空間で動作する複数ロボットについて、機動シーケンスとその雑音を含む軌道観測との相互情報量によって、システムが観測可能な機動の自由度を定量化する「機動情報容量」の枠組みを提案している。線形ガウスモデルの下で、有限時間幅の情報基準と長期的なスペクトル極限を導出し、作業空間の境界、ロボット間の距離、アクチュエータの機会制約を機動の共分散に対する制約として定式化している。航空ロボットを対象としたシミュレーションで理論結果を検証している。

Weijie Yuan

★★★★☆ 注目
arXiv cs.GT

Robust Analysis of First-Price Auctions with Large Supply

説明供給量が多い場合の一位価格オークションに関する頑健な分析

要約本論文は、独立した私的価値と単位需要の入札者による多単位一位価格オークションの厚生(無秩序価格、price of anarchy)を頑健に分析します。供給量が大きい場合の無秩序価格を平滑性の枠組みで検討し、価値が穏やかな密度下限条件を満たすとき、最悪ケースの入札分布が均衡では生じないことを示します。これにより、単位数が無限大に近づく場合のε近似均衡に対する新たな漸近的下界、1-Θ(ε log(1/ε))が得られます。

注目点多単位一価オークションで、密度下界条件の下では最悪ケースの入札分布が均衡で現れないことを示し、供給無限大での漸近的なタイトな界を与える。

Jason Hartline, Anant Shah, Matthew vonAllmen

arXiv cs.GT

Proportionality in Elections under Feasibility Constraints and Ranked Ballots: The Solid Coalition Refinement Rule

説明実行可能性制約と順位付き投票の下での選挙における比例性:ソリッド連合精緻化ルール

要約本論文は、順位付き投票と、どの候補者集合を結果として許容するかを定める一般的な実行可能性制約を伴う選挙を研究している。著者らは、この一般的な枠組みに対応する初の比例性公理を提案し、固体連合精緻化(SCR)ルールを一般的な制約へ拡張した。SCRは行列(マトロイド)制約の下でこの公理を正確に満たすことを示し、計算上の実装可能性と承認投票での限界についても論じ、初の実証評価を提示している。

Grzegorz Kwacz, Georgios Papasotiropoulos, Piotr Skowron

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Asymptotic Analysis of Data Deduplication Under a Constant Edit Model

説明定数編集モデルにおけるデータ重複排除の漸近解析

要約本論文は、情報理論の観点から、可変長重複排除と多チャンク重複排除のアルゴリズムを研究し、完全一致ではなく近似的に繰り返されるデータストリームに注目する。繰り返しブロックが、ブロックごとに一定数の置換編集またはバースト挿入編集で変更される二つの確率的ソースモデルを考える。両モデルについて、可変長重複排除は漸近的に任意に大きな圧縮比を達成し、多チャンク重複排除は穏やかな条件のもとで、ソースエントロピーの定数倍以内の圧縮を達成することを示す。

Sarvin Motamen, Hao Lou, Farzad Farnoud

arXiv cs.IT · math.IT

An Efficient Synchronization Scheme for Distributed Bandits

説明分散型マルチアームバンディットのための効率的な同期方式

要約本論文は、分散型マルチアームバンディット設定における二人のプレイヤーの同期問題を研究している。同期の問題を通信問題として捉え直し、同期誤り確率を解析している。適切に設計されたランダム符号化のアンサンブルを用いて、最尤復号器の誤り指数を導出している。さらに、最適復号器と同じ誤り指数を達成する汎用復号器を提案し、これらの結果を分散型マルチアームバンディットに適用して、同期方式の後悔の上界を示している。

Raymond Zhang, Henrique Miyamoto, Richard Combes ほか

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Strategic Competition and Convergence in LLM Leaderboards

説明LLMリーダーボードにおける戦略的競争と収束

要約本論文は、LLMのリーダーボード上の競争を、開発者が勝率最大化のために各能力へ資源を配分するゲームとして定式化しています。類似した生産関数は類似した能力プロファイルを生み、比較優位は異なる能力プロファイルを維持しうること、また逓減収益により競争フロンティアが混雑していくことを示しています。LM ArenaとOpenRouterのデータから、開発者は競合に遅れている分野でより大きく改善する一方、分野固有の優位も保持していることがわかりました。

Naveen Raman, Fei Fang, Yiling Chen

arXiv cs.DC

Concurrent Use of FP32 and FP64 Computing Units on GPUs and Mixed-Precision Placement in WENO Reconstruction

説明GPUにおけるFP32とFP64演算ユニットの同時利用とWENO再構成の混合精度配置

要約本論文は、NVIDIA GPUで余っている原生FP64ユニットをFP32演算と同時に使えるかを調べ、WENO-Z再構成における精度配置を比較している。A100では両者の重なりが大きい一方、GH200、GB200、RTX 6000 Blackwellでは重なりが小さい。一次元エントロピー波問題では、W32P64はWENO7とWENO9で設計精度次数に達しないが、双浮動小数点(DF)エミュレーションは設計精度に近く、RTX 6000 BlackwellでFP64比2.51〜3.94倍の高速化を示す。

Jun Hatayama, Daichi Mukunoki, Yusuke Onishi ほか

arXiv cs.DC

Fast and Actionable Classification of HPC I/O Time Series

説明HPCのI/O時系列を高速かつ実用的に分類する手法

要約本論文は、HPCジョブのI/Oトレースを短いウィンドウに分割して記号のアルファベットを学習し、トレースを記号列(「ゲノム」と呼ぶ)に変換してクラスタリングする手法SAGEを提案しています。2つのHPCシステムにおける819,771件の実トレースで評価し、SAGE-2は最良の基準手法K-shapeに比べ、クラスタ内中央値の指標を平均9.1%低減しつつ、クラスタリング時間を3.8時間から2分へ(約109倍)短縮しました。クラスタ重心をI/Oスケジューリングに用いたところ、ラウンドロビン配置と比べてI/Oストレッチを最大24%削減できました。

Maxime Gonthier, Luan Teylo, Francesco Antici (RIKEN CCS) ほか

arXiv cs.IT · math.IT

Capacity of Generic Symmetric Distributed Linear Computation: The Geometry of Relations

説明汎用対称分散線形計算の容量:関係の幾何学

要約本論文は、複数のユーザーが共通の有限体データの線形関数を観測し、それぞれのメッセージをサーバーに送って別の線形関数を計算させる分散線形計算を扱う。係数がランダムに選ばれ符号化中は固定される一般的な場合について容量を特徴づけ、その曲線の形が観測と需要の間の線形関係の幾何によって決まることを示す。

Hua Sun

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TPIC: Energy-Conserving Space Plasma Simulations on GPU Supercomputers

説明TPIC:GPUスーパーコンピュータ向けのエネルギー保存型宇宙プラズマ数値シミュレーション

要約本論文は、GPUスーパーコンピュータ上で大規模並列に動作する、エネルギー保存型半陰的粒子法(ECSIM)の実装TPICを提案している。導電性境界を持つ閉じた領域へ厳密なエネルギー保存を拡張するため、離散ポインティング流束定理に現れる余分な項を導出して打ち消している。宇宙プラズマに関する複数の検証問題で解析理論または参照数値結果と一致し、全系エネルギーは機械精度で保存されることが示された。4,096基のAMD GPUでは、弱スケーリング効率96.8%で1.9兆個の粒子を扱えたと報告されている。

Luca Pennati, Ivy Peng, Stefano Markidis