SERF-giảm khả năng và các thuật toán phụ


13

Tôi có một câu hỏi liên quan đến khả năng giảm SERF của Impagliazzo , Paturi và Zane và các thuật toán phụ. Định nghĩa về khả năng giảm SERF đưa ra những điều sau đây:

Nếu là Nông nô khử để và có O ( 2 ε n ) thuật toán cho P 2 cho mỗi ε > 0 , sau đó là O ( 2 ε n ) thuật toán cho P 1 cho mỗi ε > 0 . (Tham số độ cứng cho cả hai vấn đề được ký hiệu là n .)P1P2Ôi(2εn)P2ε>0Ôi(2εn)P1ε>0n

Một số nguồn dường như ngụ ý rằng những điều sau đây cũng nắm giữ:

Nếu có thể giảm SERF thành P 2 và có thuật toán O ( 2 o ( n ) ) cho A 2 , thì có O (P1P2Ôi(2o(n))Một2 cho P 1 .Ôi(2o(n))P1

Câu hỏi của tôi là, yêu cầu sau này có thực sự giữ được không và nếu có, liệu có bằng chứng về việc chứng minh ở đâu đó không?

Để làm nền tảng, tôi đã cố gắng tìm hiểu khu vực xung quanh Giả thuyết Thời gian theo cấp số nhân. IPZ định nghĩa các vấn đề phụ là các vấn đề có thuật toán cho mỗi ε > 0 , nhưng điều này rõ ràng là không đủ trong kiến ​​thức hiện tại để ám chỉ sự tồn tại của thuật toán phụ cho vấn đề. Khoảng cách tương tự dường như xuất hiện trong khả năng giảm SERF, nhưng tôi phần nào hy vọng rằng tôi đang thiếu thứ gì đó ở đây ...Ôi(2εn)ε>0

Câu trả lời:


8

EDIT: Như đã chỉ ra bởi Ryan trong các ý kiến, một vấn đề có thể có một thuật toán không đồng dạng với thời gian chạy cho bất kỳ liên tục ε > 0 (các thuật toán có quyền truy cập vào ε ) nhưng không có thống nhất 2 o ( n ) thời gian thuật toán.Ôi(2εn)ε>0ε2o(n)

Là một giảm Nông nô là một gia đình giảm Turing, một cho mỗi , tôi kết luận rằng họ chỉ có thể được sử dụng để có được O ( 2 ε n ) thuật toán thời gian từ O ( 2 ε n ) hoặc 2 o ( n ) thời gian thuật toán.ε>0Ôi(2εn)Ôi(2εn)2o(n)


Định lý sau đây được chứng minh bởi Chen et al. [2009] .

Định lý 2.4 . Đặt là một hàm không tăng và không giới hạn, và đặt Q là một vấn đề được tham số hóa. Sau đó, các báo cáo sau đây là tương đương: (1) Q có thể được giải quyết trong thời gian O ( 2 δ f ( k ) p ( n ) ) đối với bất kỳ liên tục δ > 0 , nơi p là một đa thức; (2) Q có thể được giải trong thời gian 2 o ( f ( k ) ) qf(k)Q
QÔi(2δf(k)p(n))δ>0p
Q , trong đó q là một đa thức.2o(f(k))q(n)q

Lấy chúng ta có được rằng một vấn đề có thuật toán thời gian O ( 2 ϵ n ) cho mỗi ϵ > 0 khi và chỉ khi nó có thuật toán thời gian 2 o ( n ) .f(k)= =nÔi(2εn)ε>02o(n)

Nó được đề cập trong bài báo của Chen et al. rằng sự tương đương này đã được sử dụng bằng trực giác trước đây nhưng nó đã gây ra một số nhầm lẫn giữa các nhà nghiên cứu.


2
Chỉ cần một lưu ý: có một số điều kiện khác cần phải được giả sử để bằng chứng của họ hoạt động. Đối với một, phải được tính toán hiệu quả. Thứ hai, phải có một bộ đồng phục đơn thuật toán A mà đạt 2 δ f ( k ) cho mỗi δ (nghĩ về δ như một đầu vào cho A ). Hoàn toàn có thể nếu không có những điều kiện này, một vấn đề có thể thỏa mãn (1) nhưng không (2). fMột2δf(k)δδMột
Ryan Williams

Đúng. Đưa Định lý 2.4 ra khỏi bối cảnh của nó, hai điều kiện này đã bị mất. Trong bài báo, chú thích 1 đưa ra điều kiện trên và điều kiện thứ hai được đưa ra trong Ghi chú 2.f
Serge Gaspers

Điều này khá nhiều câu trả lời tất cả các câu hỏi của tôi về điều này! Cảm ơn rât nhiều. Như một nhận xét thú vị, mặc dù có vẻ như việc giảm SERF không bảo tồn sự tồn tại của các thuật toán phụ, nhưng dường như Bổ đề Sparsifying của IPZ thực sự đủ mạnh để cung cấp cho chúng tôi thuật toán cho k-SAT nếu có thuật toán 2 o ( m ) . 2o(n)2o(m)
Janne H. Korhonen

1
Một lưu ý cuối cùng trong trường hợp tình cờ một người nào đó về vấn đề này sau này: dường như một số nguồn sử dụng "sự không đồng dạng" định nghĩa về thời gian subexponential (cho tất cả có một O ( 2 ε n ) thuật toán) và những người khác sử dụng "đồng phục" định nghĩa (có 2 thuật toán o ( n ) .) Đặc biệt IPZ sử dụng cái trước. Đối với trường hợp sau, bạn phải thay đổi định nghĩa về giảm Nông nô để các tham số ε được trao cho việc giảm như là đầu vào; so sánh với định lý trên của Chen et al. Để biết chi tiết, xem ví dụ Chương 16 của Lý thuyết phức tạp tham số hóa (2006) của Flum và Grohe. ε>0Ôi(2εn)2o(n)ε
Janne H. Korhonen

Ngoài ra, có vẻ như Flum và Grohe đưa ra một bằng chứng về định lý trong câu trả lời trong cuốn sách của họ; xem Bổ đề 16.1.
Janne H. Korhonen
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.