उन्नत एल्गोरिदम डिज़ाइन और कॉम्प्लेक्सिटी थ्योरी
बिग-ओ नोटेशन से आगे, आधुनिक कंप्यूटेशन को संचालित करने वाली गणितीय मशीनरी में। मुख्य अनुसंधान क्षेत्र:- पैरामीटराइज्ड कॉम्प्लेक्सिटी: फिक्स्ड-पैरामीटर ट्रैक्टेबिलिटी, कर्नेलाइजेशन एल्गोरिदम, W-हायरार्की क्लासिफिकेशन
- अप्रॉक्सिमेशन एल्गोरिदम: PTAS/FPTAS डिज़ाइन, इनअप्रॉक्सिमेबिलिटी प्रूफ्स, सेमीडेफिनिट प्रोग्रामिंग रिलैक्सेशन्स
- ऑनलाइन एल्गोरिदम: कॉम्पिटिटिव एनालिसिस, प्राइमल-ड्यूअल मेथड्स, स्की-रेंटल पैराडाइम्स
- स्ट्रीमिंग एल्गोरिदम: स्पेस-बाउंडेड कंप्यूटेशन, स्केच-बेस्ड तकनीकें, कम्युनिकेशन कॉम्प्लेक्सिटी बाउंड्स
मशीन लर्निंग थ्योरी और सिस्टम्स
जहां स्टैटिस्टिकल लर्निंग थ्योरी औद्योगिक-स्तर की तैनाती चुनौतियों से मिलती है। उन्नत उप-विषय:- जनरलाइजेशन बाउंड्स: रैडेमाकर कॉम्प्लेक्सिटी, PAC-बेयस थ्योरी, स्टेबिलिटी एनालिसिस, यूनिफॉर्म कन्वर्जेंस
- ऑप्टिमाइजेशन लैंडस्केप्स: नॉन-कॉन्वेक्स ऑप्टिमाइजेशन, एस्केपिंग सैडल पॉइंट्स, न्यूरल टैंजेंट कर्नेल्स
- डिस्ट्रीब्यूटेड लर्निंग: फेडरेटेड एवरेजिंग, बाइजेंटाइन-रोबस्ट एग्रीगेशन, डिफरेंशियल प्राइवेसी गारंटी
- MLOps एट स्केल: मॉडल वर्जनिंग, A/B टेस्टिंग फ्रेमवर्क, कॉन्सेप्ट ड्रिफ्ट डिटेक्शन, इन्फ्रास्ट्रक्चर ऑर्केस्ट्रेशन
क्वांटम कंप्यूटिंग और इन्फॉर्मेशन थ्योरी
जहां क्वांटम मैकेनिक्स कम्प्यूटेशनल एडवांटेज बन जाता है। अत्याधुनिक अनुसंधान क्षेत्र:- NISQ एल्गोरिदम: वेरिएशनल क्वांटम आइगेनसॉल्वर्स, क्वांटम अप्रॉक्सिमेट ऑप्टिमाइजेशन, एरर मिटिगेशन
- क्वांटम एरर करेक्शन: सरफेस कोड्स, कलर कोड्स, मैजिक स्टेट डिस्टिलेशन, थ्रेशोल्ड थ्योरम्स
- क्वांटम क्रिप्टोग्राफी: डिवाइस-इंडिपेंडेंट प्रोटोकॉल्स, क्वांटम की डिस्ट्रीब्यूशन सिक्योरिटी प्रूफ्स
- क्वांटम कॉम्प्लेक्सिटी: BQP vs. PH, क्वांटम एडवांटेज लैंडस्केप्स, क्लासिकल सिम्युलेशन लिमिट्स
गणितीय विज़ुअलाइज़ेशन और नंबर थ्योरी
जहां अमूर्त गणित इंटरैक्टिव एक्सप्लोरेशन बन जाता है। उन्नत अनुसंधान क्षेत्र:- नंबर थ्योरी विज़ुअलाइज़ेशन: प्राइम नंबर पैटर्न, मॉड्यूलर अरिथमेटिक लैंडस्केप्स, डायोफेंटाइन इक्वेशन सॉल्यूशन्स
- क्रिप्टोग्राफिक मैथमेटिक्स: एलिप्टिक कर्व विज़ुअलाइज़ेशन, लैटिस रिडक्शन एल्गोरिदम, पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी
- कम्प्यूटेशनल मैथमेटिक्स: एल्गोरिदम कॉम्प्लेक्सिटी विज़ुअलाइज़ेशन, प्रूफ वेरिफिकेशन सिस्टम्स, ऑटोमेटेड थ्योरम प्रूविंग
- इंटरैक्टिव मैथमेटिक्स: मैथमेटिकल सिम्युलेशन एनवायरनमेंट्स, कॉन्जेक्चर टेस्टिंग प्लेटफॉर्म्स, कोलैबोरेटिव प्रूफ सिस्टम्स