Random walks on graphs are an essential primitive for many randomised algorithms and stochastic processes. It is natural to ask how much can be gained by running $k$ multiple random walks independently and in parallel. Although the cover time of multiple walks has been investigated for many natural networks, the problem of finding a general characterisation of multiple cover times for $\textit{worst-case}$ start vertices (posed by Alon, Avin, Kouck\'y, Kozma, Lotker, and Tuttle in 2008) remains an open problem. First, we improve and tighten various bounds on the $\textit{stationary}$ cover time when $k$ random walks start from vertices sampled from the stationary distribution. For example, we prove an unconditional lower bound of $\Omega((n/k) \log n)$ on the stationary cover time, holding for any $n$-vertex graph $G$ and any $1 \leq k =o(n\log n )$. Secondly, we establish the $\textit{stationary}$ cover times of multiple walks on several fundamental networks up to constant factors. Thirdly, we present a framework characterising $\textit{worst-case}$ cover times in terms of $\textit{stationary}$ cover times and a novel, relaxed notion of mixing time for multiple walks called the $\textit{partial mixing time}$. Roughly speaking, the partial mixing time only requires a specific portion of all random walks to be mixed. Using these new concepts, we can establish (or recover) the $\textit{worst-case}$ cover times for many networks including expanders, preferential attachment graphs, grids, binary trees and hypercubes.


翻译:图表上的随机行走 { 随机算法 { 任意算法 { 库克\ } 和 托托尔 进程的基本原始 。 首先, 我们通过独立和平行地运行 $k$ 多个随机行走 来获取多少好处是自然的。 虽然对许多自然网络的多行行走覆盖时间进行了调查, 但找到一个通用的多行走时间覆盖时间的通用性的问题 $\ textit{ worst- case} 开始于( Alon, Avin, Kouck\\ y, Kozma, Lotker, 和 Tuttle 进程 。 首先, 我们改进和收紧了$ texttextitle{ standall} 覆盖时间段。 例如, 我们证明, 在固定的覆盖时间里, $( n/ k) $ng) 的顶点, 顶点为$n- 顶点的顶点的顶点值 $ G$, 和 任何 leq k roud text 。 (nlog n) rodeal n) ladeal roup ruder rude rude rude) a. lex_ lex_ lex_ lex lex_ lex lex lex

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