Тугі нижні межі теореми Савича


28

Перш за все, я заздалегідь вибачаюся за будь-яку дурість. Я аж ніяк не фахівець з теорії складності (далеко не це! Я студент, який бере свій перший клас з теорії складності) Ось моє запитання. Тепер теорема Савича стверджує, що Мені цікаво, якби ця нижня межа була щільною, тобто це щось уздовж рядків недосяжне.

NSPACE(f(n))⊆DSPACE((f(n))2)
NSPACE(f(n))⊆DSPACE((f(n))1.9)

Здається, що тут має бути зроблений прямий комбінаторний аргумент - кожен вузол у графіку конфігурації для детермінованої машини Тьюрінга має лише один вихідний край, тоді як кожен вузол у графіку конфігурації недетермінованої машини Тьюрінга може мати більше ніж один вихідний край. Алгоритм Савича - це перетворення графіків конфігурації з будь-яким числом вихідного краю в графіки конфігурації з вихідними ребрами.<2

Оскільки графік конфігурації визначає унікальну TM (не впевнений у цьому), комбінаторний розмір останньої майже напевно більший, ніж перший. Ця "різниця", можливо, є фактором , можливо, менше - я не знаю. Звичайно, є багато маленьких технічних питань, які потрібно розробити, як, наприклад, як вам потрібно переконатися, що немає циклів тощо, але моє питання, чи це розумний спосіб почати доводити подібну річ. n2

Відповіді:


28

Це добре відоме відкрите питання. Ви побачите в теорії складності багато відкритих запитань, на які вам буде цікаво, як так ніхто не зумів їх вирішити. Частина причини полягає в тому, що нам потрібні нові люди, як ви, щоб допомогти нам їх вирішити :)

Про останні результати в цій області, що показують, що алгоритм Савича є оптимальним для деяких обмежених моделей, дивіться у статті про АОрон Потехін про FOCS .

Зокрема, він починає з приємного зауваження, що оскільки графік конфігурації детермінованої ТМ має лише один вихідний край (після фіксації вводу), можна вважати це ненаправленим графіком, і тому питання стає чимось таким: спрямований графік з вершин з двома спеціальними вершинами , якщо ми відобразимо його на вершин непрямого графа (також із спеціальними вершинами ) таким, що існування кожного краю в залежить від один край у і є шлях від до у iff, є шлях міжGns,tNG′s′,t′G′GstGs′ і в , наскільки більше повинно бути від .t′G′Nn

Щоб показати, що алгоритм Савича є оптимальним, потрібно показати, що має бути принаймні . Щоб показати , достатньо показати слабшу межу, що для кожної постійної . Я майже впевнений, що навіть невідомий, хоча, можливо, щось на зразок відомо з якихось не дуже цікавих причин.N2Ω(log2⁡n)=nΩ(log⁡n)L≠NLN>nccN>n10N≥n2


20

Думаю, ми не знаємо, чи це непросто. Інакше ми б знали, що .L≠NL


хороший момент, дякую :) Що стосується другого питання - чи бачите ви явні недоліки у комбінаторному підході до показу такої речі?
— габго

2
Теорема Савича - це специфічний алгоритм моделювання недетермінованого алгоритму f (n) -простору, використовуючи поділ-і-підкори з глибиною O (f (n)) (даючи f (n) ^ 2). Доведення нижчих меж передбачає показати, що ВСІ алгоритми, які використовують менше місця, на деяких входах провалюються. Це причина, що L = NL важко (а P = NP важко).
— Деррік Столі

1
Ми не знаємо, чи це тісно в тому сенсі, що ми не знаємо, що 2 - найкраще, що можна зробити, але це не означає, що ми не знаємо . NSpace(f(n))⊆DSpace((f(n))1.9)
— Каве

1
Ну, ми цього не робимо. Будь-яке поліпшення (навіть для конкретних , наприклад ) було б головним проривом. flog⁡n
— Деррік Столі

1
@Derrick Stolee: Ви пропускаєте точку мого коментаря. Тільки знання позитивної відповіді означає, що аргумент , аргумент Кароліни не дає жодних доказів складності пізнання негативної відповіді, тобто знаходження , схоже, не допомагає проти . L≠NLNSpace(f(n))⊆DSpace((f(n))1.9)LNL
— Каве
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.