Robust Bell Inequalities from Communication Complexity

The question of how large Bell inequality violations can be, for quantum distributions, has been the object of much work in the past several years. We say a Bell inequality is normalized if its absolute value does not exceed 1 for any classical (i.e. local) distribution. Upper and (almost) tight lower bounds have been given in terms of number of outputs of the distribution, number of inputs, and the dimension of the shared quantum states. In this work, we revisit normalized Bell inequalities together with another family: inefficiency-resistant Bell inequalities. To be inefficiency-resistant, the Bell value must not exceed 1 for any local distribution, including those that can abort. Both these families of Bell inequalities are closely related to communication complexity lower bounds. We show how to derive large violations from any gap between classical and quantum communication complexity, provided the lower bound on classical communication is proven using these lower bounds. This leads to inefficiency-resistant violations that can be exponential in the size of the inputs. Finally, we study resistance to noise and inefficiency for these Bell inequalities

Fast Coloring Despite Congested Relays

We provide a $O(\log^6 \log n)$-round randomized algorithm for distance-2 coloring in CONGEST with $\Delta^2+1$ colors. For $\Delta\gg\operatorname{poly}\log n$, this improves exponentially on the $O(\log\Delta+\operatorname{poly}\log\log n)$ algorithm of [Halld\'orsson, Kuhn, Maus, Nolin, DISC'20]. Our study is motivated by the ubiquity and hardness of local reductions in CONGEST. For instance, algorithms for the Local Lov\'asz Lemma [Moser, Tardos, JACM'10; Fischer, Ghaffari, DISC'17; Davies, SODA'23] usually assume communication on the conflict graph, which can be simulated in LOCAL with only constant overhead, while this may be prohibitively expensive in CONGEST. We hope our techniques help tackle in CONGEST other coloring problems defined by local relations.Comment: 37 pages. To appear in proceedings of DISC 202

Reconstitution des débits et des hauts niveaux d'eau pour la région des plaines de l'Abitibi depuis la fin du petit âge glaciaire et prévisions suite aux changements climatiques

Depuis la fin du Petit Âge Glaciaire (1850‒1870 CE) la région des Plaines de l’Abitibi, située dans l’est du Canada boréal, subit une augmentation de la fréquence et de la sévérité des inondations de dégel printanier. Les projections climatiques prévoient un renforcement de la fréquence et de la sévérité de ces inondations, pour lesquelles les facteurs et forçages climatiques sont peu connus. Pour cette région productrice d’hydroélectricité, l’estimation des impacts potentiels des changements climatiques sur le régime hydrologique des rivières constitue une priorité. Le manque de données hydrologiques et climatiques instrumentales rend l’étude des indicateurs paléoenvironnementaux nécessaires pour identifier les tendances historiques et les trajectoires hydroclimatiques à long terme. Des études antérieures au Lac Duparquet indiquent que les éléments de vaisseaux (nombre et surface) dans le bois initial de cernes de croissance de frênes noirs (Fraxinus nigra Marsh.) peuvent être utilisés comme indicateurs des crues printanières. Ce lac est inondé annuellement par des crues lors de la phase de dégel printanier qui peuvent s’étaler jusqu’au début du mois de juillet et qui affectent la formation et le développement des éléments de vaisseaux des frênes noirs. Les objectifs de cette thèse de Doctorat sont (1) de reconstituer et étudier la variabilité historique des inondations printanières par l’étude des cernes de crues localement puis régionalement, pour déterminer les patrons de cohérence spatiale sur la région des Plaines de l’Abitibi entre le déclenchement des inondations et leurs forçages climatiques ; (2) de reconstituer et étudier les mécanismes climatiques à l’origine du déclenchement des crues printanières historiques ; (3) et d’identifier les tendances climatiques à long terme de l’écoulement régional pour anticiper les changements des crues printanières et leurs facteurs météorologiques déterminant sous différents scénarios de changements climatiques. Le premier chapitre de cette thèse utilise l’analyse quantitative de l'anatomie des cernes de frênes noirs périodiquement inondés au Lac Duparquet pour reconstituer la variabilité historique des débits printaniers de la Rivière Harricana. Les résultats indiquent que l’intensité et la fréquence des hauts débits moyens printaniers reconstitués depuis 1771 ont augmenté depuis la fin du Petit Âge Glaciaire, et particulièrement depuis 1950, ce qui rejoint d’autres paléo-enregistrements du Québec subarctique. Ces changements sont associés, en autres, à l’épaisseur des couverts de neige à l’échelle du centre-est du Canada et à des changements probables des circulations atmosphériques à large échelle. Les plus hauts débits moyens printaniers de la seconde moitié du 20e siècle ont été déclenchés par des hivers froids accumulant des couverts neigeux persistants tard au printemps et dont la fonte a été activée en même temps que des pluies intenses. Ces conditions climatiques étaient notamment associées aux phases négatives de l’indice NINO3.4 - Oscillation Australe (La Niña). Le second chapitre analyse les cernes de crues de frênes noirs répartis dans dix plaines inondables de quatre grands bassins versants (Mattagami, Abitibi, Harricana, Outaouais Amont), et caractérisés par des rivières naturelles et régulées, et des sites témoins non inondés. A cette échelle régionale, l’analyse semi-quantitative des cernes de crues indique que le signal hydrologique reconstitué pour la rivière Harricana est commun aux rivières naturelles des plaines de l’Abitibi sur les dernières 250 années. Dans les rivières régulées, les arbres semblent avoir enregistré la dynamique naturelle de la rivière avant la création des barrages, puis les manoeuvres de gestion des barrages et les crues de printemps dépassant leur capacité. Le troisième chapitre analyse l'effet de la régulation de la Driftwood River, en Ontario sur la production de cernes de crues des frênes noirs riverains. La mise en place du barrage a été enregistrée par les cernes de crues. Avant la construction du barrage, des fréquences relatives élevées de cernes de crues bien définis ont été enregistrées pendant les années de crue connues. Après la construction du barrage, les cernes de crues étaient moins distincts, certains correspondant à des années de crues connues et d'autres reflétant probablement la gestion du barrage. Par rapport au site en aval du barrage, ceux en amont ont enregistré plus de cernes de crues dans la période post-barrage. Les résultats ont aussi démontré qu’il était possible de distinguer le signal d'inondation du signal de gestion du barrage en échantillonnant des arbres dans de multiples peuplements riverains (amont et aval du barrage) et à des distances proches et éloignées de la berge. Le quatrième chapitre démontre l’utilisation des cernes de crues de frêne noir (un site) et des largeurs de bois final de pin gris (Pinus banksiana Lamb.; dix sites) comme indicateurs pour la reconstitution des températures printanières. De 1770 à 2016, la reconstitution indique que la variabilité interannuelle des températures moyennes printanières s’est accélérée depuis la fin du Petit Âge Glaciaire et que la fréquence et la sévérité des printemps chauds ont particulièrement augmenté depuis 1940. Ces nouvelles données rejoignent les résultats du chapitre I et démontrent une nouvelle fois que les crues historiques majeures étaient associées à des printemps tardifs et froids avec un couvert neigeux important durant cette période. Cependant, dans les 40 dernières années des températures moyennes plus chaudes à la fin du printemps, semblent contribuer à avancer la date de la crue printanière et à probablement favoriser la contribution de la pluie au lieu de la neige dans les processus d'inondations printanières. Le cinquième chapitre prolonge la perspective historique apportée par les chapitres précédents en analysant les tendances observées dans les enregistrements hydroclimatiques puis en projetant les trajectoires potentielles à l'aide de simulations de modèles climatiques afin d'anticiper les changements du débit moyen printanier de la Rivière Harricana sous deux scénarios de changements climatiques (RCP4.5 et RCP8.5). Les analyses de tendances pour le 20e siècle démontrent que le réchauffement des températures moyennes hivernales et printanières contribue à diminuer la quantité de neige accumulée et son équivalent en eau, au contraire de la pluie qui a augmenté à la fois en quantité et en intensité, avec également plus de pluies sur neige. Le dégel des rivières au printemps semble aussi être devenu plus hâtif, ce qui soutient les résultats de la reconstitution des températures. Par rapport au débit reconstitué du Petit Âge Glaciaire et aux observations du 20e siècle et du début 21e siècle, les trajectoires hydroclimatiques projetées par huit modèles GCM (modèle climatique à échelle planétaire) sur dix suggèrent peu de changements d'ici la fin du 21e siècle. Notamment, les projections indiquent une nette compensation de la fonte des neiges par les pluies dans les débits, et ce sous les deux scénarios climatiques utilisés (RCP4.5 et RCP8.5). Les deux autres modèles GCM de l’ensemble climatique projettent des conditions similaires à celles ayant entraîné les inondations printanières majeures du 20e siècle et prévoient une augmentation de leur sévérité et de leur fréquence d’ici 2100. Finalement, cette thèse contribue à l’avancement des connaissances et de la compréhension du climat et des débits printaniers régionaux durant et après le Petit Âge Glaciaire et apporte une base pour la compréhension à plus large échelle des conditions climatiques qui engendrent des hauts débits printaniers dans l’est du Canada boréal. Les différents chapitres sont aussi un apport théorique et méthodologique important pour l’échantillonnage et l’analyse des cernes de crues pour les reconstitutions dendrohydrologiques en milieu boréal, ainsi que pour l’utilisation d’indicateurs du climat printanier, qui restent encore peu représentés en dendroclimatologie

Distributed MIS in O(log log n) Awake Complexity

Maximal Independent Set (MIS) is one of the fundamental and most well-studied problems in distributed graph algorithms. Even after four decades of intensive research, the best known (randomized) MIS algorithms have O(log n) round complexity on general graphs [Luby, STOC 1986] (where n is the number of nodes), while the best known lower bound is [EQUATION] [Kuhn, Moscibroda, Wattenhofer, JACM 2016]. Breaking past the O(log n) round complexity upper bound or showing stronger lower bounds have been longstanding open problems. Energy is a premium resource in various settings such as battery-powered wireless networks and sensor networks. The bulk of the energy is used by nodes when they are awake, i.e., when they are sending, receiving, and even just listening for messages. On the other hand, when a node is sleeping, it does not perform any communication and thus spends very little energy. Several recent works have addressed the problem of designing energy-efficient distributed algorithms for various fundamental problems. These algorithms operate by minimizing the number of rounds in which any node is awake, also called the (worst-case) awake complexity. An intriguing open question is whether one can design a distributed MIS algorithm that has significantly smaller awake complexity compared to existing algorithms. In particular, the question of obtaining a distributed MIS algorithm with o(log n) awake complexity was left open in [Chatterjee, Gmyr, Pandurangan, PODC 2020]. Our main contribution is to show that MIS can be computed in awake complexity that is exponentially better compared to the best known round complexity of O(log n) and also bypassing its fundamental [EQUATION] round complexity lower bound exponentially. Specifically, we show that MIS can be computed by a randomized distributed (Monte Carlo) algorithm in O(log log n) awake complexity with high probability.1 However, this algorithm has a round complexity that is O(poly(n)). We then show how to drastically improve the round complexity at the cost of a slight increase in awake complexity by presenting a randomized distributed (Monte Carlo) algorithm for MIS that, with high probability computes an MIS in O((log log n) log* n) awake complexity and O((log3 n)(log log n) log* n) round complexity. Our algorithms work in the CONGEST model where messages of size O(log n) bits can be sent per edge per round

Distributed MIS in O(log log n) Awake Complexity

Maximal Independent Set (MIS) is one of the fundamental and most well-studied problems in distributed graph algorithms. Even after four decades of intensive research, the best known (randomized) MIS algorithms have O(log n) round complexity on general graphs [Luby, STOC 1986] (where n is the number of nodes), while the best known lower bound is [EQUATION] [Kuhn, Moscibroda, Wattenhofer, JACM 2016]. Breaking past the O(log n) round complexity upper bound or showing stronger lower bounds have been longstanding open problems. Energy is a premium resource in various settings such as battery-powered wireless networks and sensor networks. The bulk of the energy is used by nodes when they are awake, i.e., when they are sending, receiving, and even just listening for messages. On the other hand, when a node is sleeping, it does not perform any communication and thus spends very little energy. Several recent works have addressed the problem of designing energy-efficient distributed algorithms for various fundamental problems. These algorithms operate by minimizing the number of rounds in which any node is awake, also called the (worst-case) awake complexity. An intriguing open question is whether one can design a distributed MIS algorithm that has significantly smaller awake complexity compared to existing algorithms. In particular, the question of obtaining a distributed MIS algorithm with o(log n) awake complexity was left open in [Chatterjee, Gmyr, Pandurangan, PODC 2020]. Our main contribution is to show that MIS can be computed in awake complexity that is exponentially better compared to the best known round complexity of O(log n) and also bypassing its fundamental [EQUATION] round complexity lower bound exponentially. Specifically, we show that MIS can be computed by a randomized distributed (Monte Carlo) algorithm in O(log log n) awake complexity with high probability.1 However, this algorithm has a round complexity that is O(poly(n)). We then show how to drastically improve the round complexity at the cost of a slight increase in awake complexity by presenting a randomized distributed (Monte Carlo) algorithm for MIS that, with high probability computes an MIS in O((log log n) log* n) awake complexity and O((log3 n)(log log n) log* n) round complexity. Our algorithms work in the CONGEST model where messages of size O(log n) bits can be sent per edge per round

Coloring Fast with Broadcasts

We present an $O(\log^3\log n)$-round distributed algorithm for the $(\Delta+1)$-coloring problem, where each node broadcasts only one $O(\log n)$-bit message per round to its neighbors. Previously, the best such broadcast-based algorithm required $O(\log n)$ rounds. If $\Delta \in \Omega(\log^{3} n)$, our algorithm runs in $O(\log^* n)$ rounds. Our algorithm's round complexity matches state-of-the-art in the much more powerful CONGEST model [Halld\'orsson et al., STOC'21 & PODC'22], where each node sends one different message to each of its neighbors, thus sending up to $\Theta(n\log n)$ bits per round. This is the best complexity known, even if message sizes are unbounded. Our algorithm is simple enough to be implemented in even weaker models: we can achieve the same $O(\log^3\log n)$ round complexity if each node reads its received messages in a streaming fashion, using only $O(\log^3 n)$-bit memory. Therefore, we hope that our algorithm opens the road for adopting the recent exciting progress on sublogarithmic-time distributed $(\Delta+1)$-coloring algorithms in a wider range of (theoretical or practical) settings.Comment: 42 pages. To appear in proceedings of SPAA 202

O ventre sacia-se, os olhos não O suporte social em adolescentes que prosseguiram a gravidez e mulheres que recorreram a interrupção voluntária da gravidez na adolescência.

O presente artigo relata um estudo que versou sobre a temática da Gravidez na Adolescência, quer na escolha do Prosseguimento da Gravidez pela jovem, quer pela sua Interrupção Voluntária. Assim, consistiu em averiguar quais as características associadas às adolescentes que mantêm a gravidez e quais as das adolescentes que optam por interrompê-la voluntariamente e, principalmente, em aferir do Suporte Social e suas características em ambas as situaçõesThe present paper presents a study concerning adolescent pregnancy decision. Its purpose was to investigate the characteristics associated with adolescents who maintained their pregnancy and those who chose induced abortion, mainly regarding social support and its characteristics.info:eu-repo/semantics/publishedVersio