論文の概要: Replicable Composition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.10423v1
- Date: Sun, 12 Apr 2026 02:43:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-14 20:13:16.006202
- Title: Replicable Composition
- Title(参考訳): 再現可能な構成法
- Authors: Kiarash Banihashem, MohammadHossein Bateni, Hossein Esfandiari, Samira Goudarzi, MohammadTaghi Hajiaghayi,
- Abstract要約: そこで本研究では,複製性を維持しつつ,$widetildeO(sum_i n_i)$サンプルを共同で解決できることを述べる。
提案手法では, 各レプリカブルアルゴリズムを完全一般化アルゴリズムに変換し, プライバシスタイルの分析により構成し, 相関サンプリングによりマッピングする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 35.262362690798014
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Replicability requires that algorithmic conclusions remain consistent when rerun on independently drawn data. A central structural question is composition: given $k$ problems each admitting a $ρ$-replicable algorithm with sample complexity $n$, how many samples are needed to solve all jointly while preserving replicability? The naive analysis yields $\widetilde{O}(nk^2)$ samples, and Bun et al. (STOC'23) observed that reductions through differential privacy give an alternative $\widetilde{O}(n^2k)$ bound, leaving open whether the optimal $\widetilde{O}(nk)$ scaling is achievable. We resolve this open problem and, more generally, show that problems with sample complexities $n_1,\ldots,n_k$ can be jointly solved with $\widetilde{O}(\sum_i n_i)$ samples while preserving constant replicability. Our approach converts each replicable algorithm into a perfectly generalizing one, composes them via a privacy-style analysis, and maps back via correlated sampling. This yields the first advanced composition theorem for replicability. En route, we obtain new bounds for the composition of perfectly generalizing algorithms with heterogeneous parameters. As part of our results, we provide a boosting theorem for the success probability of replicable algorithms. For a broad class of problems, the failure probability appears as a separate additive term independent of $ρ$, immediately yielding improved sample complexity bounds for several problems. Finally, we prove an $Ω(nk^2)$ lower bound for adaptive composition, establishing a quadratic separation from the non-adaptive setting. The key technique, which we call the phantom run, yields structural results of independent interest.
- Abstract(参考訳): リプリケータビリティは、独立して描画されたデータに再実行する際にアルゴリズム的な結論が一貫していることを要求する。
1つに$ρ$-replicableアルゴリズムとサンプルの複雑さが$n$を認めると、複製性を維持しながら、全てを共同で解決するために必要なサンプルがいくつ必要か?
単純解析の結果、$\widetilde{O}(nk^2)$サンプルが得られ、Bun et al (STOC'23) は、差分プライバシーによる削減は代替の$\widetilde{O}(n^2k)$バウンドを与え、最適な$\widetilde{O}(nk)$スケーリングが達成可能かどうかを問わないままにしておくことを観察した。
より一般的には、サンプル複雑度 $n_1,\ldots,n_k$ の問題は、一定の複製性を維持しながら、$\widetilde{O}(\sum_i n_i)$ のサンプルと共同で解けることを示す。
提案手法では, 各レプリカブルアルゴリズムを完全一般化アルゴリズムに変換し, プライバシスタイルの分析により構成し, 相関サンプリングによりマッピングする。
これは、複製性に関する最初の先進的な合成定理をもたらす。
経路において、不均一なパラメータを持つ完全一般化アルゴリズムの構成のための新しい境界を得る。
この結果の一部として、レプリカブルアルゴリズムの成功確率に対するブースティング定理を提案する。
幅広い問題に対して、失敗確率は$ρ$とは独立な別個の加法項として現れ、すぐにいくつかの問題に対して改善されたサンプル複雑性境界が得られる。
最後に、適応合成に対して$Ω(nk^2)$低い境界を証明し、非適応的な設定から二次的分離を確立する。
私たちがファントムランと呼ぶ重要なテクニックは、独立した関心の構造的な結果をもたらす。
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