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次二次3SUM和次三次APSP

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我们给出了对3SUM和全对最短路径(APSP)的教科书算法的首次多项式改进:我们展示了如何确定性解决n个多项式大小整数上的3SUM,时间为O(n^{1.9992}),以及有向n顶点图上的APSP,权重为多项式有界整数,时间为O(n^{2.9995})。这反驳了3SUM和APSP假设。利用已知归约,我们还反驳了3SUM和APSP假设的实值版本、精确三角形假设、零权重k-Clique假设,以及van den Brand、Nanongkai和Saranurak的三个矩形提示在线矩阵-向量猜想,并为各种其他问题提供了多项式加速。所有这些结果都源于一个用于薄矩阵乘积的新算法。设X为N×D整数矩阵,Y为D×N整数矩阵,且D ≤ N^{1/18},W为至多N^2/√D个位置的任意集合。我们计算条目(XY)[I, J],(I, J)∈W,在O(N^2/D^{0.063})次操作内,这比写出XY或逐一计算N^2/√D个内积所需的时间多项式地少。我们通过修改Coppersmith矩形矩阵乘法算法的一个变体来设计此算法,该变体基于Schönhage的十乘法恒等式,仅执行W中条目所需的操作,并表明所需操作很少。作为图算法解释,这解决了稀疏倾斜三部图中的全边稀疏三角形问题,其中两部分有n个顶点,但一部分有n^{ε}个顶点,ε<0.12。通过已知归约,精确三角形,以及因此3SUM和APSP,归约到此问题。我们还给出了一个数据结构版本,用于回答预先未知的XY单个条目的查询。提交历史:来自Josh Alman [查看电子邮件] [v1]2026年10月5日星期一17:44:29 UTC(93 KB)

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