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渐近秩加速定理,重新审视

计算复杂性 2026-05-22 v1 数据结构与算法

摘要

受快速矩阵乘法及最近渐近张量秩与细粒度复杂性之间联系的启发,我们重新审视矩阵乘法文献中的经典工具,并开发了一种获取超越矩阵乘法的改进渐近秩上界框架。在 1980 年代,Coppersmith-Winograd 和 Strassen 发现了一系列渐近秩加速定理:在特定情境下,可以从张量 TT 的边缘秩上界中提取额外项,然后使用这些项获得 TT 的改进渐近秩。我们建立了包含这些结果的一般加速定理,使其能够量化改进。两个代表性应用是:(1) 小 Coppersmith-Winograd 张量 cwq\mathrm{cw}_q 的渐近秩小于其边缘秩。例如,我们证明 cw2\mathrm{cw}_2 的渐近秩小于 3.931,改进了 R(cw2)=4\underline{\mathrm{R}}(\mathrm{cw}_2)=4。已知如果 cw2\mathrm{cw}_2 的渐近秩等于 3,这将意味着 ω=2\omega=2。(2) 对 Strassen 上界的一般性改进:我们获得 d2ω/3d^{2\omega/3} 之上的任意 d×d×dd\times d\times d 张量的渐近秩上界。为充分利用加速,我们分析了在两个方向都是非平凡直接和的情况下的退化,这是一种之前不清楚能够实现的最优量化界的设置。我们通过一种称为 Strassen 微积分的方法来实现:一种系统性地将此类退化数据转换为使用 Strassen 渐近谱理论获得显式渐近秩界的做法。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.21738,
  title  = {Asymptotic Rank Speedup Theorems, Revisited},
  author = {Josh Alman and Baitian Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.21738},
  year   = {2026}
}

备注

43 pages, to appear in CCC 2026