Computational linear algebra over finite fields

We present here algorithms for efficient computation of linear algebra problems over finite fields

Elimination-based certificates for triangular equivalence and rank profiles

International audienceIn this paper, we give novel certificates for triangular equivalence and rank profiles. These certificates enable somebody to verify the row or column rank profiles or the whole rank profile matrix faster than recomputing them, with a negligible overall overhead. We first provide quadratic time and space non-interactive certificates saving the logarithmic factors of previously known ones. Then we propose interactive certificates for the same problems whose Monte Carlo verification complexity requires a small constant number of matrix-vector multiplications, a linear space, and a linear number of extra field operations, with a linear number of interactions. As an application we also give an interactive protocol, certifying the determinant or the signature of dense matrices, faster for the Prover than the best previously known one. Finally we give linear space and constant round certificates for the row or column rank profiles

Algorithmes rapides pour les polynômes, séries formelles et matrices

Notes d'un cours dispensé aux Journées Nationales du Calcul Formel 2010International audienceLe calcul formel calcule des objets mathématiques exacts. Ce cours explore deux directions : la calculabilité et la complexité. La calculabilité étudie les classes d'objets mathématiques sur lesquelles des réponses peuvent être obtenues algorithmiquement. La complexité donne ensuite des outils pour comparer des algorithmes du point de vue de leur efficacité. Ce cours passe en revue l'algorithmique efficace sur les objets fondamentaux que sont les entiers, les polynômes, les matrices, les séries et les solutions d'équations différentielles ou de récurrences linéaires. On y montre que de nombreuses questions portant sur ces objets admettent une réponse en complexité (quasi-)optimale, en insistant sur les principes généraux de conception d'algorithmes efficaces. Ces notes sont dérivées du cours " Algorithmes efficaces en calcul formel " du Master Parisien de Recherche en Informatique (2004-2010), co-écrit avec Frédéric Chyzak, Marc Giusti, Romain Lebreton, Bruno Salvy et Éric Schost. Le support de cours complet est disponible à l'url https://wikimpri.dptinfo.ens-cachan.fr/doku.php?id=cours:c-2-2

Faster Algorithms for the Characteristic Polynomial

A new randomized algorithm is presented for computing the characteristic polynomial of an n × n matrix over a field. Over a sufficiently large field the asymptotic expected complexity of the algorithm is O(n θ) field operations, improving by a factor of log n on the worst case complexity of Keller– Gehrig’s algorithm [11]