論文の概要: Graph Alignment via Birkhoff Relaxation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.05323v1
- Date: Fri, 07 Mar 2025 11:01:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-10 12:22:52.091674
- Title: Graph Alignment via Birkhoff Relaxation
- Title(参考訳): バーコフ緩和によるグラフアライメント
- Authors: Sushil Mahavir Varma, Irène Waldspurger, Laurent Massoulié,
- Abstract要約: 本稿では,バーコフ緩和,QAPの密接な凸緩和,およびその性能に関する理論的保証について分析する。
最適解である$Xstar$は、小さな$sigma$に対して$Pistar$の小さな摂動から、$sigma$として$Pistar$と十分に分離された状態への遷移が大きくなることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.761414660999871
- License:
- Abstract: We consider the graph alignment problem, wherein the objective is to find a vertex correspondence between two graphs that maximizes the edge overlap. The graph alignment problem is an instance of the quadratic assignment problem (QAP), known to be NP-hard in the worst case even to approximately solve. In this paper, we analyze Birkhoff relaxation, a tight convex relaxation of QAP, and present theoretical guarantees on its performance when the inputs follow the Gaussian Wigner Model. More specifically, the weighted adjacency matrices are correlated Gaussian Orthogonal Ensemble with correlation $1/\sqrt{1+\sigma^2}$. Denote the optimal solutions of the QAP and Birkhoff relaxation by $\Pi^\star$ and $X^\star$ respectively. We show that $\|X^\star-\Pi^\star\|_F^2 = o(n)$ when $\sigma = o(n^{-1.25})$ and $\|X^\star-\Pi^\star\|_F^2 = \Omega(n)$ when $\sigma = \Omega(n^{-0.5})$. Thus, the optimal solution $X^\star$ transitions from a small perturbation of $\Pi^\star$ for small $\sigma$ to being well separated from $\Pi^\star$ as $\sigma$ becomes larger than $n^{-0.5}$. This result allows us to guarantee that simple rounding procedures on $X^\star$ align $1-o(1)$ fraction of vertices correctly whenever $\sigma = o(n^{-1.25})$. This condition on $\sigma$ to ensure the success of the Birkhoff relaxation is state-of-the-art.
- Abstract(参考訳): グラフアライメントの問題を考えると、エッジオーバーラップを最大化する2つのグラフ間の頂点対応を見つけることが目的である。
グラフアライメント問題は2次代入問題 (QAP) の例であり、ほぼ解決できる最悪の場合でもNPハードであることが知られている。
本稿では,Birkhoffの緩和,QAPの厳密な凸緩和,および入力がガウスウィグナーモデルに従えば,その性能に関する理論的保証を示す。
具体的には、重み付き隣接行列はガウス直交アンサンブルと1/\sqrt{1+\sigma^2}$の相関関係を持つ。
QAP とバーホフ緩和の最適解は、それぞれ $\Pi^\star$ と $X^\star$ で記述する。
我々は、$\|X^\star-\Pi^\star\|_F^2 = o(n)$ if $\sigma = o(n^{-1.25})$ and $\|X^\star-\Pi^\star\|_F^2 = \Omega(n)$ when $\sigma = \Omega(n^{-0.5})$を示す。
したがって、最適解である$X^\star$は、小さな$\Pi^\star$に対する小さな摂動から、$\Pi^\star$から十分に分離された$\Pi^\star$への遷移は、$n^{-0.5}$よりも大きくなる。
この結果から、$X^\star$ 上の単純な丸め手順は、$\sigma = o(n^{-1.25})$ のときに正しく1-o(1)$ の頂点を整列することを保証できる。
バーコフ緩和の成功を確実にするための$\sigma$のこの条件は最先端である。
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