Twardość aproksymacji przy założeniu NP! = CoNP


32

Dwa typowe założenia potwierdzające twardość wyników aproksymacji to i Unique Games Conjecture. Czy jest jakaś twardość wyników aproksymacji przy założeniu, że ? Szukam problemu takiego, że „trudno jest zbliżyć do współczynnika chyba że ”.P≠NPNP≠coNPAAαNP=coNP

Wiadomym jest, że „pokazuje współczynnik NP twardość najkrótszym problemu wektora będzie oznaczać, że ”. Zauważ, że jest to „przeciwieństwo” tego, czego szukam.nNP=coNP

Wyjaśnienie: Możliwe jest, że i nadal pytanie P vs NP jest otwarte. Szukam twardości wyniku aproksymacji, który stanie się fałszem, jeśli ale pozostanie niezmieniony (tj. Nadal pozostaje przypuszczeniem) przez .NP=coNPNP=coNPP≠NP


@ Kintali, wynik SVP jest interesujący. Czy znasz inne przykłady podobne do najkrótszego wyniku problemu wektorowego?
— Mohammad Al-Turkistany

Nie znam więcej takich wyników.
— Shiva Kintali

Odpowiedzi:


20

Oto prosta obserwacja. Jeśli założymy, że , to dość łatwo zauważyć, że istnieją problemy z optymalizacją , które w pewnym sensie nie mają nawet dobrych niedeterministycznych algorytmów aproksymacyjnych.N PNP≠coNPNP

Na przykład twierdzenie PCP mówi, że można przełożyć SAT na problem rozróżnienia, czy klauzul jest spełniony i wszystkie klauzule są spełnione, dla niektórych . Załóżmy, że istnieje algorytm niedeterministyczny, który potrafi rozróżnić te dwa przypadki, w tym sensie, że algorytm niedeterministyczny może zgłaszać w każdej ścieżce obliczeniowej „wszystkie spełnione” lub „co najwyżej ” i mówi „co najwyżej ”na jakiejś ścieżce, jeśli najwyżej może być spełniony, w przeciwnym razie na każdej ścieżce obliczeniowej jest napisane„ wszystko spełnione ”, jeśli wszystkie równania mogą być spełnione. To wystarczy, aby zdecydować SAT w ,ε > 0 1 - ε 1 - ε 1 - ε c o N P N P = c o N P P = N P1−εε>01−ε1−ε1−εcoNPNP=coNP. Wydaje się jasne, że istnienie takiego niedeterministycznego algorytmu nie ma wpływu na to, czy .P=NP

Jest całkiem prawdopodobne, że istnieje bardziej „naturalny” scenariusz: problem optymalizacji, który jest trudny do oszacowania w deterministycznym wielomianowym czasie w ale nie jest znany jako trudny w . (Jest to prawdopodobnie to, o co naprawdę chciałeś zapytać.) Najpierw udowodniono wiele twardości wyników aproksymacji przy pewnym mocniejszym założeniu (np. nie w czasie podwykonawczym lub nie w ). W niektórych przypadkach późniejsze ulepszenia osłabiają niezbędne założenie, czasem nawet do . Mamy więc nadzieję, że odpowiedź na twoje pytanie jest nieco bardziej zadowalająca niż to. Trudno się zastanawiać, jak może istnieć problemNP≠coNPP≠NPNPNPBPPP≠NPnie można udowodnić, że jest trudny do aproksymacji w deterministycznej polityce czasowej pod , ale można to udowodnić jako trudne pod . Oznaczałoby to, że mówi nam coś o obliczeniach deterministycznych, o których nie mówi; intuicyjnie trudno to pojąć.P≠NPNP≠coNPNP≠coNPP≠NP


Tak. Trudno pojąć, że takie wyniki twardości są nawet możliwe. Zastanawiałem się, czy możemy udowodnić brak takich wyników twardości. Uff ... komplikuje się.
— Shiva Kintali,

(1) Obawiam się, że piszesz przypadek „tak” i „nie” w drugim akapicie. Łatwo jest zbudować niedeterministyczny algorytm, który robi to, co powiedziałeś (zgłasza „wszystko spełnione” w co najmniej jednej ścieżce, jeśli formuła jest zadowalająca i zgłasza „najwyżej 1 ε” we wszystkich ścieżkach, jeśli formuła jest daleka od zadowalającej ), po prostu testując wszystkie przypisania prawdy niedeterministycznie. (2) Zgadzam się z częścią „trudną do uchwycenia”.
— Tsuyoshi Ito,

8

Zastrzeżenie: to nie jest bezpośrednia odpowiedź.

W rzeczywistości istnieje wiele innych warunków twardości innych niż P! = NP i UGC. David Johnson napisał piękną kolumnę do Transakcji na algorytmach w 2006 roku na ten właśnie temat. Wymienia wiele różnych założeń służących do wykazania twardości oraz ich wzajemne relacje.

Niestety są to wszystkie klasy NP vs deterministyczne (z wyjątkiem NP i co-AM). NP vs co-NP w ogóle nie jest objęty.


2
Co ciekawe, David Johnson DOES rozmawia o NP vs co-NP w następnej kolumnie - NP-kolumna kompletności numer 26 !
— Daniel Apon,

ah oczywiście. Powinienem był pamiętać. Ale bez przybliżeń ...
— Suresh Venkat,

4

P ≠ N P N P ≠ c o N P P ≠ N P P ≠ N P N P ≠ c o N PNP≠coNP jest silniejszą hipotezą niż ponieważ implikuje . Zatem każda twardość wyniku aproksymacji przy założeniu, że wynikałaby również z założenia .P≠NPNP≠coNPP≠NPP≠NPNP≠coNP


3
Możliwe jest, że NP = coNP i wciąż pytanie P vs NP jest otwarte. Szukam twardości wyniku aproksymacji, który stanie się fałszem, jeśli NP = coNP, ale pozostanie niezmieniony (tj. Nadal pozostanie przypuszczeniem) przez P! = NP.
— Shiva Kintali,

W swoim pytaniu szukasz problemu A takiego, że „łatwo jest aproksymować w obrębie czynnika oznacza NP = coNP”, co jest równoważne z „Jeśli , to trudno jest aproksymować A w obrębie czynnika „. Edytuj swoje pytanie, aby odzwierciedlić swój komentarz. α N P ≠ c o N P αAαNP≠coNPα
— Mohammad Al-Turkistany

0

To nie jest bezpośrednia odpowiedź

k-Problem z wybieralnością jest . Przy założeniu, że , k-Choosability jest ściśle trudniejszy niż k-Coloring na ogólnych wykresach. Dlatego przybliżona liczba chromatyczna listy jest ściśle trudniejsza niż liczba chromatyczna. Wiadomo, że barwienie k jest trywialne dla grafów dwustronnych. Jednak określenie liczby chromatycznej grafów dwustronnych jest twarde. (nawet 3-wybór jest ) N P ≠ c o N P N P ∏ P 2∏2PNP≠coNPNP∏2P

Noga Alon, Ograniczone kolorowanie wykresów

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.