vs ?


33

Vấn đề trung tâm của lý thuyết phức tạp được cho là P vs NP .

Tuy nhiên, vì Thiên nhiên là lượng tử, nên có vẻ tự nhiên hơn khi xem xét các lớp BQP (nghĩa là các vấn đề quyết định có thể giải quyết được bằng máy tính lượng tử trong thời gian đa thức, với xác suất lỗi nhiều nhất là 1/3 cho tất cả các trường hợp) và QMA (tương đương lượng tử của NP ) thay vào đó.

Những câu hỏi của tôi:

1) Liệu một giải pháp cho vấn đề P vs NP sẽ đưa ra giải pháp cho BQP vs QMA ?

2) Có phải ba rào cản của thuyết tương đối hóa, bằng chứng tự nhiên và sự phân tách cũng áp dụng cho vấn đề BQP vs QMMột không?

Câu trả lời:


33

1) Không có hàm ý được biết theo một trong hai hướng. Chúng ta biết rằng P = NP ngụ ý P = PH. Nhưng chúng tôi không biết liệu BQP và QMA có trong PH hay không, vì vậy có lẽ P có thể bằng NP nhưng BQP và QMA vẫn không sụp đổ. (Mặt khác, lưu ý rằng QMA⊆PP⊆P #P , vì vậy chắc chắn P = P #P sẽ ám chỉ BQP = QMA.) Để cho thấy BQP = QMA ngụ ý P = NP dường như còn vô vọng hơn trong trạng thái hiểu biết hiện tại .

2) Tuyệt đối, cả ba rào cản đều áp dụng toàn lực cho BQP so với QMA (và thậm chí cho vấn đề "dễ dàng hơn" hơn trong việc chứng minh P ≠ PSPACE). Đầu tiên, liên quan đến một nhà tiên tri PSPACE (hoặc thậm chí là phần mở rộng mức độ thấp của một nhà tiên tri PSPACE), chúng ta có

P = NP = BQP = QMA = PSPACE,

vì vậy chắc chắn các kỹ thuật không liên quan và không liên kết sẽ cần thiết để tách bất kỳ lớp nào trong số này. Hai

Phụ lục: Hãy để tôi nói điều gì đó về một "metaquestion" mà bạn không hỏi nhưng gợi ý về lý do tại sao mọi người vẫn tập trung vào P so với NP mặc dù chúng tôi tin rằng Thiên nhiên là lượng tử. Cá nhân tôi, tôi luôn thấy P so với NP không gì khác hơn là "lá cờ đầu" cho cả đống câu hỏi về lý thuyết phức tạp (P so với PSPACE, P so với BQP, NP so với coNP, NP so với BQP, sự tồn tại của các hàm một chiều, v.v.), khôngtrong đó chúng tôi biết cách trả lời, và tất cả đều liên quan theo nghĩa là bất kỳ đột phá nào với một người rất có thể sẽ dẫn đến đột phá với những người khác (ngay cả khi chúng tôi không có ý nghĩa chính thức giữa các câu hỏi, trong nhiều trường hợp chúng tôi làm). P so với NP vốn không phải là cơ bản hơn bất kỳ ai khác - nhưng nếu chúng ta phải chọn một câu hỏi để làm con đẻ cho sự phức tạp, thì đó là một lựa chọn tốt.


Xin chào Scott, cảm ơn rất nhiều vì câu trả lời tuyệt vời này! Và phụ lục của bạn giải quyết chính xác những gì tôi đã nghĩ trong đầu.
Anthony Leverrier

7
Tôi cho rằng tầm quan trọng của P so với NP, như vấn đề "hàng đầu" của lý thuyết phức tạp, chỉ ra điều gì đó về lịch sử của lý thuyết tính toán. Sau các nhà logic học, dường như các nhà tổ hợp đã theo đuổi chủ đề này với sự quan tâm nhất. Có lẽ nếu lý thuyết phức tạp đã được phát triển bởi các nhà lý thuyết vận hành thay vào đó, thì vấn đề hàng đầu về "độ cứng" sẽ không phải là sự thỏa mãn của boolean, 3 màu hay vấn đề của nhân viên bán hàng du lịch, mà là vấn đề xác định xem có phải là tổng của các toán tử nửa cực dương k là xác định tích cực. (Tất nhiên, đó là k-QSAT.)
Niel de Beaudrap

Có, tôi đoán rằng miễn là các kỹ thuật mới được yêu cầu cho bất kỳ vấn đề nào như vậy (P vs NP, BQP so với QMA, v.v.), sẽ không ảnh hưởng quá nhiều đến việc tập trung vào một vấn đề cụ thể.
Anthony Leverrier

8
Một nhận xét phụ - nếu bạn coi điện toán lượng tử là định nghĩa của bạn về tính toán khả thi, có lẽ bạn sẽ xem BQP vs NP là câu hỏi trung tâm chứ không phải BQP so với QMA. Lý do là NP vẫn nắm bắt được một phần lớn các câu hỏi mà chúng tôi muốn giải quyết (hoặc muốn giữ khó khăn cho tiền điện tử), bất kể chúng tôi cố gắng giải quyết chúng bằng máy tính cổ điển hay lượng tử.
Boaz Barak

1
@Boaz - Bạn có nghĩ rằng các vấn đề NP về bản chất có liên quan nhiều hơn đến các vấn đề QMA, hoặc có vẻ như đó là trường hợp hiện tại bởi vì chúng ta thường nghĩ về các vấn đề cổ điển hơn là các vấn đề lượng tử?
Anthony Leverrier
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.