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根据边缘对网络信息扩散谱复杂性的影响对边缘进行排序。 arXiv:2210.15148

预印本,arXiv:2210.15148[physics.soc-ph](2022)。
摘要:尽管现在有许多方法可以量化网络的哪些部分或子系统最重要,但仍然缺乏与信息流复杂性相关的、直接从熵度量中导出的中心性度量。在这里,我们根据每条边的删除将如何改变系统的von Neumann熵(VNE)来对边进行排序,VNE是一种光谱能量度量,它是根据量子信息理论改编的,用于量化网络上信息动力学的复杂性。我们表明,对于大型网络,直接计算此类排名在计算上效率低下(或不可行):例如。对于具有(N)个节点的网络,缩放比例是每边的(mathcal{O}(N^3))。为了克服这一局限性,我们利用谱摄动理论来估计VNE摄动,并推导出一种近似的边排序算法,该算法计算准确且快速,按每边缩放(mathcal{O}(N))。聚焦于与传输算子相关联的VNE形式,其中({L})是图拉普拉斯矩阵,(beta>0)是扩散时间尺度参数,我们将此方法应用于各种应用,包括编码美国第117届参议院极化投票模式的网络,包括伦敦的道路和地铁在内的多式联运系统,以及编码相关人脑活动的多路大脑网络。我们的实验强调了这样的情况:当人们考虑扩散的短、中、长时间尺度(β)时,被认为对信息扩散复杂性最重要的边缘可能会发生显著变化。

MSC公司:

94甲17 信息的度量,熵
05C82号 小世界图形、复杂网络(图形理论方面)
60J60型 扩散过程
28天20分 熵和其他不变量
68页30 编码和信息理论(压缩、压缩、通信模型、编码方案等)(计算机科学方面)
BibTeX公司 引用
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