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解法: 符号付き超立方体隣接行列によるホァンの感度予想の証明(2019年)

ステップ 3/7: ほぼ魔法のような二乗を持つ符号付き隣接行列
ざっくり言うと

QnQ_n の通常の隣接行列は、2つの頂点が隣接していれば 11、そうでなければ 00 を記録する。Huangはそのうちのいくつかの 11 の符号を反転させ、各段階で行列を再帰的に2倍にすることで、得られる AnA_n が QnQ_n と全く同じ辺を符号化しつつ、二乗すると単位行列の驚くほど単純な倍数になるようにする。

An=(An−1II−An−1)A_n = \begin{pmatrix} A_{n-1} & I \\ I & -A_{n-1} \end{pmatrix}
詳しい解説

Huang(2019年、補題2.2)は 2n×2n2^n \times 2^n 対称行列の列を再帰的に定義する:A1=(0110)A_1 = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 1 & 0 \end{pmatrix}、および n≥2n \ge 2 に対し An=(An−1II−An−1)A_n = \begin{pmatrix} A_{n-1} & I \\ I & -A_{n-1} \end{pmatrix}(ここで II は適切なサイズの単位行列)。AnA_n のすべての成分は {−1,0,1}\{-1,0,1\} に属し、非零成分の位置はちょうど超立方体 QnQ_n の辺に一致する(通常の隣接行列の 11 の一部だけが −1-1 に置き換えられている)。

このステップの用語
符号付き隣接行列
通常の隣接行列と同様に非零成分がグラフの辺を示すが、一部の成分が 11 ではなく −1-1 である行列。
このステップで使う知識