TCS sınırlarında açık problemler


58

İplik olarak teorik bilgisayar bilimindeki büyük çözülmemiş problemler? , Iddo Tzameret, aşağıdaki mükemmel yorumu yaptı:

Ben aramızda temel problemler olarak görülüyor majör açık problemler arasında ayrım gerektiğini düşünüyorum PNP çözülmesi halinde, teknik bir atılım teşkil edecek ve büyük açık problemler, ama mutlaka üzerinde örneğin, üstel alt sınır olarak temel olmayan AC0(6) devre (yani, kapıları). Öyleyse "TCS sınırlarında açık problemler" veya benzeri bir wiki açmalıyız.AC0+mod6

Iddo konuya başlamadı çünkü bu konuya başlayacağımı düşündüm.

Genellikle alanların ana açık problemleri, ilgili alanlarda çalışan araştırmacılar tarafından bilinir, ancak mevcut araştırmanın ne kadar zorlandığı nokta yabancı kişiler tarafından bilinmemektedir. Alıntılanan örnek iyi bir örnek. Bir yabancı olarak, devre karmaşıklığındaki en büyük sorunlardan birinin NP'nin süper-polinom büyüklüğü devreleri gerektirdiğini göstermek olduğu açıktır. Ancak yabancılar sıkışıp kaldığımız şu anki noktanın mod 6 kapılı AC 0 devreleri için üssel düşük sınırlar göstermeye çalıştığını bilmiyor olabilir . (Tabii ki nerede sıkışıp kaldığımızı tarif edecek benzer güçlükteki başka devre karmaşıklığı problemleri olabilir. Bu benzersiz değildir.) Başka bir örnek SAT için n 1.801'den daha iyi zaman alanı alt sınırları göstermek .

Bu konu bunun gibi örnekler içindir. Bu tür problemleri karakterize etmek zor olduğu için, sadece bu problemlerin sahip olduğu özelliklerden bazı örnekler vereceğim:

  1. Sık sık alanın büyük açık sorunları olmayacak, ancak çözülürse büyük bir atılım olacaktır.
  2. Genellikle inanılmaz derecede zor değil, birileri dün sorunun çözüldüğünü söylese, inanması zor olmazdı.
  3. Bu problemlerin çoğu zaman temel olmayan rakamlar veya sabitler de olacaktır, ancak ortaya çıkarlar çünkü bu sıkışıp kaldığımız yerde olur.
  4. Belirli bir alanın sınırlarındaki problem, alandaki en büyük problemin aksine, yıllarca aynı kalacak olan zaman zaman değişmeye devam edecektir.
  5. Genellikle bu problemler hala açık olan en kolay problemlerdir. Örneğin, AC 1 için üstel alt sınırlara sahip değiliz , ancak [6] bu sınıfa dahil olduğu için [6] için daha düşük sınırlar göstermek resmi olarak daha kolay ve akımın karmaşıklığı sınırı. A C 0AC0AC0

Lütfen cevap başına bir örnek gönderin; Standart büyük liste ve CW kuralları geçerlidir. Birisi ne tür sorunları benim aradığımdan daha iyi aradığımızı açıklayabilirse, lütfen bu yazıyı düzenlemek ve uygun değişiklikleri yapmaktan çekinmeyin.

EDIT: Kaveh, verilen cevapların aynı zamanda neden bir problemin sınırda olduğuna dair bir açıklama içerdiğini öne sürdü. Örneğin, neden biz AC karşı alt sınırları arıyoruz 0 [6] ve AC 0 [3]? Cevap, AC 0'a [3] göre daha düşük sınırlara sahip olduğumuzdur . Fakat o zaman bariz soru, bu yöntemlerin neden AC 0 [6] için başarısız olduğu . Cevaplar bunu açıklarsa iyi olurdu.


1
Bu sadece karmaşıklık teorisi ile mi ilgili? Ben soruyorum çünkü alıntı yapılan iş parçacığında, bu sorunun belirtilen açıklamasına uyacak birçok sorun var ve ayrıca P ile NP arasında doğrudan bir etkiye sahip değil (düzenleme mesafesini, matris çarpımını vb.)
Suresh Venkat

Tüm TCS’yi dahil etmek istemiştim. Sadece karmaşıklık örnekleri kullandım çünkü buna aşina oldum. İnsanlar bizim bilgimizin sınırında büyük açık problemler ve problemler yayınladıklarından, bu konu ile bir takım örtüşmeler yaşanacaktır.
Robin Kothari

3
Bence bu, "büyük açık problemler" ile ilgili olandan çok daha ilginç ve kullanışlı mükemmel bir soru. Bu yüzden bir sorum olmaya karar verdim, bu benim sorum olmasa da. Bir CW cevabına lütuf verirseniz ne olacağından% 100 emin değilim, ancak 7 gün içinde göreceğiz. :)
Jukka Suomela

1
İyi bir fikir. Ayrıca bir CW cevabına ödül alırsanız neler olacağını bilmek de merak ediyorum.
Robin Kothari

Ve ödül mevcut üst düzey cevaba gitti. (Beklendiği gibi çalıştığı
görülüyor

Yanıtlar:


26

İşte en kısa üç yol araştırmasında:

O ( n + m günlüğü w ) 2 w1 . Olumsuz ağırlıklara sahip yönlendirilmiş grafiklerde, en azından hesaplama kelime-RAM kelime modelinde, tek kaynaklı en kısa yollar için doğrusal bir zaman algoritması var mı? Yönlendirilmemiş grafikler için doğrusal bir zaman algoritması olduğunu unutmayın (bkz. Thorup'un makalesi). Buna dayanarak, Hagerup, ile sınırlanmış ağırlıkları olan yönlendirilmiş grafikler için bir çalışma zamanına sahiptir . Daha hızlı bir algoritma var mı?O(n+mlogw)2w

O ( n, ω n ) ω < 2.376 O ( n, 2.575 ) O ( N ω n )2 . Ağırlıksız yönlendirilmiş grafiklerdeki tüm çiftler için en kısa yollar için bir polylog algoritması var mı? ( , matris çarpımının üssüdür) Geçerli en iyi çalışma zamanı, Zwick tarafından ve yönlendirilmemiş grafikler için sorun polylog de çözülebilir .O(nωn)ω<2.376O(n2.575)O(nωn)

(Yönlendirilmiş problemler gerçekten zor mu?)

O ( n 2,9 ) n 0 , , n3 . { } ağırlıkları olan düğüm grafiklerinde en kısa tüm çiftler için bir algoritması var mı? Veya, genel olarak tüm çiftlerden en kısa yol sorunu bu kısıtlamaya bir azalma var mı?O(n2.9)n0,,n


22

Bu zaten soruda belirtilmiştir:

Açık:

Ayrı gelen ( derinlik 2 devreleri). A C 0 2 [ 6 ] A C 0 [ 6 ]EXPNPAC20[6]AC0[6](aşağıdaki güncellemeye bakın)

[Kasım 11, 2010] ayrı gelen . 'i ayırın .A C 0 2 [ 6 ]EXPAC20[6] T C 0EXPNPTC0

Bilinen:

  1. - [Alexander Razborov 1987 Roman Smolensky 1987] değil eğer bir asal olup bir güç değildir . A C 0 [ p k ] p m pMODmAC0[pk]pmp

  2. [Arkadev Chattopadhyay ve Avi Wigderson 2009] m, q m'nin kare içermeyen ve en fazla iki asal faktöre sahip olacakları gibi ortak tamsayılar olalım. C, tipinde herhangi bir devre ; buradaki , veya geçididir ve geçitleri, keyfi kabul eden setlere sahiptir. C hesaplarsa , üst fan girişi ve dolayısıyla devre büyüklüğü . G A , N D O R M O D m M O D q 2 Ω ( n )MAJoGoMODmAGANDORMODmMODq2Ω(n)

Daha sonra elde edilen sonuç fonksiyonunun derinlik-2 alt ile üstel olarak küçük korelasyona ve düşük dereceli polinomları içeren üstel toplamları tahmin .MODq

Engeller:?


Güncelleme [Kasım. 10, 2010]

Ryan Williams'ın bir makalesi , yukarıda belirtilenlerden temelde farklı görünen yöntemleri kullanarak bu açık sorunu çözmüş görünüyor:

[Ryan Williams 2010] , boyutunda düzgün olmayan devrelerine sahip değil . A C C 0 2 n o ( 1 )ENPACC02no(1)


Referanslar:

  • AA Razborov. Matematicheskie Zametki, 41 (4): 598-607, 1987’de Mantıksal Eklemeyle Sınırlı Derinlik Ağlarının Boyutunun Alt Sınırları (Rusça), Matematicheskie Zametki’de, 41 (4): 598-607, 1987. SSCB Bilimler Akademisi Matematik Notlarında İngilizce Çeviri, 41 (4): 333-338, 1987.

  • R. Smolensky. Boolean devre karmaşıklığı için alt sınır teorisinde cebirsel yöntemler. STOC'da 77-82. Sayfalar. ACM, 1987.

  • Arkadev Chattopadhyay ve Avi Wigderson. Kompozit Modüllü Lineer Sistemler , FOCS 2009

  • Ryan Williams. Düzgün Olmayan ACC Devresi Alt Sınırları , 2010, taslak (sunuldu?).


1
NP, kesinlikle [6] ' yı içerdiği bilinen en büyük sınıf değil midir? AC0
Robin Kothari

1
Bence [6] burada sınıfın tek tip olmayan versiyonuna atıfta bulunur (aksi halde P'de içerdiği için kesinlikle EXP'de yer alacaktır). Belki birileri, tek tip sürüm için mevcut bilgi durumunu da ekleyebilir. AC0
Robin Kothari

4
Netleştirmek için: 2 devreleri için alt sınırların bilinip bilinmediği , geçitlerin kesin tanımına büyük ölçüde bağlıdır . (Çoğunlukla yapıldığı gibi) tanımlarsak , yalnızca eğer varsa daha sonra alt sınır vardır da bilinir. "Genelleştirilmiş" kabul kriterlerine, yani bazı toplamı ise, kapıları 1 olan genelleştirilmiş kabul kriterlerine izin vererek açık soru alanına . M O D 6 M O D 6 ( x ) = 1 x i0AC0\[6\]MOD6MOD6(x)=1xi0(mod6) A A { 0 , , 5 }MOD6AAA{0,,5}
Kristoffer Arnsfelt Hansen

2
Ek bir nokta: Eğer derinliği 2'den 3'e geçitleri arasındaki artık önemli değil ... her iki geçit tipi için bilinen daha düşük bir sınır yoktur. MOD6
Ryan Williams

11
Şimdi bu, Ryan tarafından çözüldü: cs.cmu.edu/~ryanw/acc-lbs.pdf . Tebrikler !!!
Hsien-Chih Chang張顯之

20

CNF-SAT'nın verilen bir CNF formülünün karşılanabilir olup olmadığını belirleme sorunu olmasına izin verin (fıkraların genişliği konusunda herhangi bir kısıtlama yoktur).

CNF-SAT değişkenleri ve yan tümceleri süresinde, bazı için çözülebilir mi?m, 2 δ n p O l y ( m ) δ < 1nm2δnpoly(m)δ<1

Bu "NP için daha hızlı algoritmalar" alanında iyi bilinen bir açık sorundur. Bunun "büyük açık sorun" statüsüne ulaştığını sanmıyorum ama oldukça dikkat çekti. En iyi bilinen algoritmalar süre (örneğin, burada ) çalışır.2nΩ(n/log(m/n))

Üstel saat Hipotez (3SAT altüssel zaman olmadığını) ile ilgili olarak, aynı zamanda bir orada "Güçlü Üstel saat Hipotez" için en uygun çalışma süresi olduğu -SAT yakınsar olarak . Strong-ETH'nin bir sonucu, yukarıdaki sorunun cevabının hayır olmasıdır. Birkaç olası varsayım , cevabın evet olduğunu ama kim olduğunu bilir.2 n k k2nk

Her iki şekilde de "çözülmüş" görünen sorunlardan biri olduğunu düşünüyorum: ya bir evet-cevap göstereceğiz ya da bir evet-cevabın çok önemli bir şey ifade ettiğini göstereceğiz. İlk durumda, problemi çözme memnuniyetine sahip olacağız, ikinci durumda soruyu "büyük açık problem" e yükseltmiş olacağız ... cevap yok ve evet-cevap çok önemli bir şeyi ifade eder. :)PNP


18

Karar ağaçlarının PAC tarafından öğrenilip öğrenilemeyeceği sorusu, bilgisayarlı öğrenme teorisinin sınırında gözüküyor.

AÇIK

Karar ağaçları (DT'ler) PAC örneklerdeki (veya genel olarak) tekdüze dağılımda öğrenilebilir mi?

BİLİNEN

Bunun ilginç ve önemli bir sorun olmasının nedeni karar ağaçlarının çok doğal bir sınıf olması ve bunun aksine, otomatların aksine, sorunu ümitsiz hale getiren kriptografik sertlik sonuçlarına sahip değiliz. Bu sorudaki ilerleme belki de DT'lerin (ve benzer sınıfların) dağıtım varsayımları olmadan öğrenilip öğrenilemeyeceği konusunda fikir verebilir. Bunun teorik bir atılım olmasının yanında pratik bir etkisi olabilir.

Bu problem aynı zamanda her taraftan ele alınmış gibi görünüyor. Örneklerdeki tekdüze dağılımın altında: monoton karar ağaçları öğrenilebilir, rastgele karar ağaçları öğrenilebilir ve ayrıca düzgünleştirilmiş bir analiz var. Ayrıca bir SQ algoritmasının bu sorunu çözmeyeceğini de biliyoruz. Ve bu alanda da sürekli ilerleme var. Öte yandan, bu bir süredir açık olan zor bir sorundur, bu yüzden “TCS Sınırlarında Açık Sorunlar” tasarısına uygun görünüyor.

Not : Uygun öğrenme DT'lerinin zorluğu , sorguları olan DT'leri öğrenme yeteneği ve SQ'lar ile rastgele DT'leri bile öğrenme zorluğu üzerine girmediğim başka sonuçlar var.


16

AÇIK:

Bazı "makul" bir alan kısıtlaması altında (örneğin, alanın girişin boyutunda polinom olduğunu) açık bir statik veri yapıları problemi için hücre probu modelinde daha düşük bir sınır gösterin. en az T, burada T log | Q | 'dan daha büyük, burada Q sorgu kümesidir. Buna "log | Q | -barrier" denir (veya bazen biraz yanlış adlandırılmış bir şekilde "logn-barrier").

BİLİNEN:

  1. Daha düşük sınırlar logdan daha yüksek | Q | Örtük bir sorun için ( Miltersen'in anketine bakınız )

  2. Daha düşük sınırlar logdan daha yüksek | Q | aşırı boşluk kısıtlamaları olan (örneğin, Kısaltılmış alt sınırlar)

  3. Daha düşük sınırlar logdan daha yüksek | Q | Dinamik problemler için (eğer güncelleme süresi çok küçükse, sorgulama süresi çok büyük olmalı, ya da tam tersi olduğunda; örneğin Patrascu'nun kısmi toplam için alt sınırına bakınız).

  4. İşaretçi makineleri, karşılaştırma modeli, vb. Gibi sınırlı modellerde daha düşük sınırlar.

  5. Günlüğü kıran daha düşük sınırlar | Q | bariyer iletişim karmaşıklığına olan standart bir azaltma yöntemiyle kanıtlanamaz, çünkü Alice sadece sorguyu kendisi gönderebilir; Bu nedenle, azaltmanın hiçbir zaman bundan daha iyi bir sınır vermeyeceğini doğrulamak kolaydır. Bu nedenle, hücre probu modeline bağlı bir "doğal" kullanılmalı veya iletişim karmaşıklığına biraz daha akıllıca bir şekilde azaltılmalıdır.


1
Belki de soruyu yanlış anlıyorum ama bu nasıl biliniyor? "Günlük sınırlarından daha düşük sınırlar | Q | dinamik problemler için (referans?)"
Mihai

uygun referans eklendi ve netleştirildi.
Elad

15

Düşük seviyeli karmaşıklık sınıflarında, in karakterizasyonu ile ilgili ilginç bir problem var .NL

AÇIK:

in eşit olup olmadığını gösterin .U LNLUL

N LUL logspace olan , sınıf, bir tarafından , en fazla bir tane hesaplama yolunun kabul edildiğine dair ek bir kısıtlama ile çözülebilecek sorunlardan oluşur .NL

BİLİNEN:

  • Altında düzgün olmayan koşullarda, . [RA00]NL/poly=UL/poly
  • Uygun sertlik varsayımları altında ( üstel boyut devreleri gerektirir), [RA00] sonucu olduğunu göstermek için derandomize edilebilir . [ARZ99]SPACE(n)NL=UL
  • Erişilebilirlik 3 sayfalık grafikler için tamamlandıktan . [PTV10]NL
  • Ulaşılabilirlik 2 sayfalık grafiklerle için çözülebilir . [BTV09]UL
  • Eğer , daha sonra . [AJ93]NL=ULFNLL

BİLİNMEYEN:

  • Bir tarafından en çok polinom olarak kabul edilen hesaplama yoluna sahip bir tarafından çözülebilen problemler olarak tanımlanan bir orta sınıf , ve . Bilinen çöküntü yok.FewLNLNLUL
  • Bilindiği ünlü Immerman-Szelepcsenyi teoremi ile, ister ise tamamlayıcı altında kapatılır hala açıktır.NL=coNLUL

3
NL = coNL eklemek isteyebilirsiniz, bu klasik bir sonuçtur ancak ilişkilidir.
Kaveh

1
@Kaveh: UL'in tamamlayıcı altında kapalı olup olmadığını mı kastediyorsunuz?
Hsien-Chih Chang,

1
Anladım! Yanlış anlama için üzgünüm ... UL'in bir özelliği olarak vurgulamak için bunun yerine UNKNOWN kısmına koydum.
Hsien-Chih Chang,

15

Bazı PCP açık sorunları:

  • Kayan Ölçekli Tahmin. PCP'de doğrulayıcının hatasının mümkün olduğunca küçük olmasını istiyoruz. BGLR , hatanın sonuna kadar ye gidebileceğini varsaydı , burada , rastgeledir (açıkça bir alt sınırı vardır). Hatayı azaltmak için ödediğiniz fiyat sadece alfabeyi uygun şekilde arttırıyor.2Θ(r)r2r

Daha resmi olarak: varsayım ac var, öyle ki tüm doğal r için, tüm için, ispatına iki sorgu yapmak için r rastgeleliği kullanan bir PCP doğrulayıcısı var, mükemmel bütünlüğü ve sağlamlık hatası . Kanıtın alfabesi sadece bağlıdır .ε2crε1/ε

İki sorgu için, en iyi bilinen hata, belirli bir için (M-Raz, 2008). Bir de (DFKRS) 'ye bağlı birkaç sorgu ile herhangi bir için hatasını alabilir.1/rββ>02rαα<1α

Ayrıca, c üzerindeki alt sınırlar (örneğin, yaklaşık algoritmalar) da aranır.

Daha fazla bilgi için Irit Dinur'ün anketine bakınız.

  • Doğrusal uzunluk PCP. Doğrusal uzunluğa sahip yüksek mesafe hatası düzeltme kodları vardır. Doğrusal uzunlukta bir PCP var mı?

Özellikle, sabit sayıda sorgu, sabit alfabe ve sabit hata içeren ve formülün uzunluğunda doğrusal bir uzunluk kanıtına erişen bir SAT formülünün karşılanabilirliği için bir doğrulayıcı istiyoruz. Bu, 1'e yakın hata (ancak önemsiz daha iyi ), alt üstel alfabe ve alt doğrusal sorgu sayısı için bile açıktır .11/n

En iyi bilinen uzunluk, sabit hata için ve sabit alt hata için .npolylognn2(logn)1β


14

Her , içerisinde telli (tek tip olmayan) devreleri olmayan bir dil olduğunu kanıtlayın . olduğunu hatırlayın . Yani, bir oracle erişimine sahip, üstel zamanlar için süper doğrusal devre alt sınırlarını kanıtlayın .c>0ENPcnE=k1TIME[2kn]NP


Süper doğrusal devre alt sınırlarına sahip olduğumuz en küçük sınıf hangisidir?
Robin Kothari

@ Robin: Güzel soru. Burada gerçekten "benzersiz" bir asgari yok. "Polinom bağlı sınıfları" açısından, sınıfının devrelere sahip olmadığı bilinmektedir . Biri ayrıca , sınırsız için için süper doğrusal devre alt sınırlarını da kanıtlayabilir . : (Beni bir egzersiz olarak bu bırakalım ... ipucu bütün kümesi -size devreleri kardinalitesi sahiptir .)S2PZPPNPTIME[2f(n)nlogn]fcn2O(nlogn)
Ryan Williams

14

A yerel olarak kodlanabilir kod (LDC) , , yerel kod çözücü olarak adlandırılan bir algoritma olacak şekilde bir haritadır. , girdi olarak bir tam sayı verilmiş olan, ve bir alınan kelime farklıdır bazı en ilgili pozisyonların fraksiyonu, en bakar koordinatları ve çıkışlar olasılık, en azından ile . LDC olduğu söylenir doğrusal ise(q,δ,ϵ) A i [ m ] y F , nC:FmFnAi[m]yFnx F m δ q y x i 1 / | F | + ϵ F C FC(x)xFmδqyxi1/|F|+ϵFalan ve ise -lineer. LDC’lerin diğerleri arasında karmaşıklık teorisi ve gizlilik konusunda birçok uygulamaları vardır.CF

İçin ve sürekli , durum tamamen giderilmiştir. Hadamard kodu olan doğrusal bir sorgu LDC'dir ve doğrusal olmayan LDC'ler için bile, esasen optimal olduğu bilinmektedir. Fakat burada sınırdır! yapar , bilinen üst ve alt sınırlar arasında büyük bir boşluk vardır. Geçerli en iyi üst sınır, sorgu karmaşıklığı olan herhangi bir sonlu alanın (ve hatta gerçeklerin ve komplekslerin) üzerindeki doğrusal sorgulu bir LDC'dir; [ Efremenko '09 , Dvir-Gopalan-Yekhanin '10 ]. En iyi düşük sınırq=2δ,ϵ2n=exp(m)q=2q=33n=exp(exp(logmloglogm))=2mo(1)Ω(m2) doğrusal için -query, az gelişmiş ülkelerde, herhangi bir alanda tekrar , genel için -query az gelişmiş ülkeler [ Woodruff '10 ]. Daha fazla sorgulama için durum daha da büyüktür.3Ω(m2/logm)3


13

Toplam fonksiyonlar için deterministik ve (2 taraflı sınırlı hata) kuantum sorgu karmaşıklıkları arasındaki olası en büyük boşluk nedir ?

Açık:

Kuantum sorgu karmaşıklığı T ve deterministik sorgu karmaşıklığı ω (T 2 ) olan toplam bir işlev var mı ?

Kuantum sorgu karmaşıklığı T ve deterministik sorgu karmaşıklığı ω (T 4 ) olan toplam bir işlev var mı ?

Bir toplam fonksiyon, T sorgularıyla kuantum algoritması ile hesaplanabilirse, her zaman deterministik bir algoritma ile sorgularıyla hesaplanabilir mi?o(T6)

Bilinen:

Bir toplam fonksiyonun kuantum sorgu karmaşıklığı T ise, deterministik sorgu karmaşıklığı . (Referans)O(T6)

Bilinen en büyük boşluk, ikinci dereceden bir boşluk sağlayan OR işlevi ile elde edilir.

Güncelleme (21 Haziran 2015) : Artık, çeyreklik (4. güç) ayrılık sağlayan bir fonksiyon biliyoruz. Bakınız http://arxiv.org/abs/1506.04719 .

OR fonksiyonunun mümkün olan maksimum boşluğu sağladığı varsayılmaktadır.


Ashley'nin önerisine göre, kesin hesaplama için aynı problemi ekleyeyim.

Açık:

Kesin kuantum sorgu karmaşıklığı T ve deterministik sorgu karmaşıklığı olan toplam bir işlev var mı ?ω(T)

Bilinen:

Bir toplam fonksiyonunun tam kuantum sorgu karmaşıklığı T ise, deterministik sorgu karmaşıklığı . (Referans)O(T3)

En iyi bilinen boşluk 2 faktörüdür.

Güncelleme (5 Kas 2012) : Bu, Andris Ambainis'in kesin kuantum algoritmaları için Süper Lineer avantajında geliştirilmiştir . Özetten: "Kesin kuantum algoritmalarının deterministik algoritmalara göre üstün lineer üstünlüğe sahip olduğu bir Boolean fonksiyonunun ilk örneğini f (x_1, ..., x_N) sunuyoruz. kesin kuantum algoritması, onu O (N ^ {0.8675 ...}) sorgularıyla hesaplayabilir. "


2
Bu benim de favori açık sorunlarımdan biri. Ancak şu soruyu da ekleyeceğim: kesin kuantum sorgu karmaşıklığı T , belirleyici sorgu karmaşıklığı ω (T) olan toplam bir işlev var mı? En iyi bilinen boşluk 2 faktördür. Bunun açık bir sorun olduğunu biraz şok edici buluyorum.
Ashley Montanaro

11

Prova karmaşıklığında bir takım açık problemler var, bazı uzmanlar bunu çözmek için yıllar harcadıktan sonra bile açık kalan sadece birinden bahsedeceğim. Devre karmaşıklığındaki durumun ispat karmaşıklığı sürümüdür. (Prova karmaşıklığında daha fazla açık sorun görmek istiyorsanız, bakınız [Segerlind07].)

Açık

Kanıt sistemi -Frege için süperpolinom kanıtı boyut alt sınırlarını kanıtlayın .AC0[2]

AC0[2] -Frege (aka D-Frege + ) Sadece sağlar teklif dayanıklı sistem ( ile devreleri kapıları).CG2AC0[2]AC0mod2

Bilinen

  1. -Frege (aka sabit derinlik Frege, d-Frege) için (Güvercin-Delik Prensibi'nin güvercinleri ve ile olan önerme formülasyonu ) için üstel bir prova boyutu vardır delikler). İçin üstel lowerbounds vardır -Frege + (sayım ile sabit derinlik Frege aksiyomlarının). -Frege + polinom bağlı olmadığı da bilinmektedir . P H P n + 1 n n + 1 n A C 0 C A p mod p A C 0 C A mAC0PHPnn+1n+1nAC0CApmodpAC0CAm

  2. İlgili devre sınıfı için üstel devre büyüklüğü alt sınırlar vardır .AC0[2]


Referanslar:

  • Nathan Segerlind, "Öngörüsel Kanıtların Karmaşıklığı", Sembolik Mantık Bülteni 13 (4), 2007

9

Açık:

QIP (2) ve AM arasında bir kehanet ayrımı gösterin. Yani, QIP'de (2) A'da , AM A'da olmayan bir sorunu gösterin .

Açık olan en büyük sorun, BQP ile PH arasında kehanet ayrımı göstermektir. Ancak BQP ile AM ​​arasında bir ayrım bile yapmıyoruz (AM, PH'da olduğundan, bu daha kolay olmalı). Daha da kötüsü, size Merlin ile 1 yuvarlak etkileşime izin vererek, size QAM veya QIP (2) sınıfını (halka açık madeni paralara veya özel madeni paralara bağlı olarak) vererek, BQP'yi daha güçlü hale getirin ve hala ayrılığımız yok.

Bilinen:

En iyi bilinen ayrım, bu makaleden John Watrous tarafından gelen BQP ve MA arasındadır . Karar sorunu sınıfları olmayan karmaşıklık sınıfları için, bu sonuçlara Scott Aaronson'dan bakın .


4

Bunun sınır açık sorun sınıfına mı yoksa büyük açık sorun sınıfına mı ait olduğundan emin değilim , bu yüzden yorumlarınızı bekliyoruz.

Açık:

Olup bu ABS eder çöker ya da değil.P HNP=UPPH

UP ( belirsiz polinom zamanı), ek bir kısıtlama içeren bir NP makinesi tarafından karar verilen karar problemleri olarak tanımlanan bir sınıftır.

  • herhangi bir girişte en fazla bir tane hesaplama yolu vardır.

Bu sorun karmaşıklık blogunda 2003 yılında belirtilmiştir.

Bilinen:

Hemaspaandra, Naik, Ogiwara ve Selman'ın bir sonucu , aşağıdaki ifadenin geçerli olması durumunda, polinom hiyerarşisinin ikinci seviyeye düştüğünü göstermektedir.

  • Bir vardır dil Her bir formül için böyle SAT, bir olduğu benzersiz bir tatmin edici atama ile içinde . L ϕ x ( ϕ , x ) LNPLϕx(ϕ,x)L

Bilinmeyen:

Herhangi bir olası çökme veya ayrılmalar.

İlgili mesaj: Sözdizimsel vs anlambilimsel sınıflar ve UP ve NP hakkında daha fazla bilgi .


Zayıf ifadeler de açık mı? Örneğin, MA = UP bir çöküşü ima ediyor mu? veya AM = YUKARI?
Robin Kothari,

@ Robin: Benim bildiğim kadarıyla hayır. Ama ben bu alanda yeniyim ve hala içindeki sonuçları araştırıyorum. Belki ilgili bir şey ortaya çıkacaktır!
Hsien-Chih Chang,
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.