Каковы последствия


46

Мы знаем, что L⊆NL⊆P и что L⊆NL⊆L2⊆ polyL , где L2=DSPACE(log2⁡n) . Мы также знаем , что polyL≠Pпотому что у последнего есть полные проблемы при логарифмическом пространстве многократных сокращений, в то время как у первого нет (из-за теоремы о пространственной иерархии). Для того , чтобы понять взаимосвязь между polyL и P , это может помочь сначала понять взаимосвязь между L2 и P .

Каковы последствия L2⊆P ?

Как насчет более сильного Lk⊆P при k>2 или более слабого L1+ϵ⊆P при ϵ>0 ?


4
@ OrMeir Недавно я добавил объяснение этого факта в статью в Википедии для polyL .
— argentpepper

13
Я думаю, что следующее является очевидным следствием и особенно не удивительным: L2⊆P будет означать, что L≠P , потому что в противном случае это противоречило бы пространственной иерархии L⊊L2 .
— Саджин Корот

12
Аккуратный вопрос! Я думаю, что это определенно стоит награды. Кстати, вот простое наблюдение, если , то D S P A C E ( n ) ⊆ D T I M E ( 2 O ( √L2⊆P. Поэтому у нас есть более эффективный алгоритм для CNF-SAT, и мы опровергаем ETH (гипотеза экспоненциального времени). DSPACE(n)⊆DTIME(2O(n))
— Майкл Вехар

3
После комментария @ MichaelWehar импликация вытекает из стандартного аргумента заполнения, который распространяется на более слабые гипотезы: если находится в P , то любая проблема, которая может быть решена в линейном пространстве (включая проблему выполнимости), может быть решена во времени 2 O ( n 1L1+ϵP. 2O(n11+ϵ)
— argentpepper

3
@SajinKoroth: Я думаю, что ваш комментарий, а также комментарии Майкла Вехара (и продолжение argentpepper) должны быть ответами ...
— Джошуа Грохов

Ответы:


26

Следующее очевидное следствие: будет означать , L ⊊ P и , следовательно , L ≠ P .L1+ϵ⊆PL⊊PL≠P

По теореме о пространственной иерархии . Если L 1 + & epsi ; ⊆ Р , то L ⊊ L 1 + & epsi ; ⊆ P .∀ϵ>0:L⊊L1+ϵL1+ϵ⊆PL⊊L1+ϵ⊆P


Небольшая сноска: Если , то есть P ≠ N L или N L ≠ L . P≠LP≠NLNL≠L
— Майкл Вехар

27

опровергнетгипотезуобэкспоненциальном времени.L2⊆P

Если то по дополнительному аргументу D S P A C E ( n ) ⊆ D T I M E ( 2 O ( √L2⊆P . Это означает, что проблема выполнимостиSAT∈DSPACE(n) может быть решена за2o(n)шагов, опровергая гипотезу об экспоненциальном времени.DSPACE(n)⊆DTIME(2O(n))SAT∈DSPACE(n)2o(n)

В более общем случае, для k ≥ 1DSPACE(logk⁡n)⊆Pk≥1 подразумевает .SAT∈DSPACE(n)⊆DTIME(2O(n1k))

(Этот ответ дополнен комментарием @MichaelWehar.)


Спасибо за расширение комментария! Я ценю это. :)
— Майкл Вехар

1
Кроме того, последняя гипотеза также подразумевает, что находится в DSPACE ( n ) ⊆ DTIME ( 2 O ( n 1)QBFn⊆). 2O(n1k)
— Майкл Вехар

8

Групповой изоморфизм (с группами, заданными в виде таблиц умножения) был бы в P. Lipton, Snyder и Zalcstein показали, что эта проблема находится в , но она все еще открыта, находится ли она в P. Лучшая текущая верхняя граница равна n O ( log n ) -время, и поскольку оно сводится к изоморфизму графа, является существенным препятствием для помещения графа iso в P.L2nO(log⁡n)

Заставляет меня задуматься, к каким другим естественным и важным проблемам это относится: в но с их наиболее известным квазиполиномом с верхней верхней границей времени.L2


1
Более конкретно, более общая проблема изоморфизма квазигрупп находится в , который является подклассом Lβ2FОLL . L2
— argentpepper

1
Кроме того, проблема группового ранга (учитывая конечную группу G в качестве таблицы умножения и целое число k , имеет ли G порождающий набор мощности k ?) Также обладает этим свойством. Алгоритм представляет собой просто поиск по подмножествам G мощности k, но использует два важных факта: (1) каждая конечная группа имеет порождающий набор логарифмического размера и (2) членство в подгруппе находится в , что равноSL . L
— argentpepper

1

Утверждение: если для некоторого k > 2 , то P ≠ log ( C FLК⊆пК>2 и P ≠ N L .п≠журнал⁡(СFL)п≠NL

Предположим, что для некоторого k > 2 .Lk⊆Pk>2

Из « границ памяти для распознавания контекстно-свободной и контекстно-зависимых языков », мы знаем , что . По теореме о пространственной иерархии мы знаем, что D S P A C E ( log 2 ( n ) ) ⊊ D S P A C E (CFL⊆DSPACE(log2⁡(n)) .DSпAСЕ(журнал2⁡(N))⊊DSпAСЕ(журналК⁡(N))

Следовательно, получаем .log⁡(CFL)⊆DSPACE(log2⁡(n))⊊DSPACE(logk⁡(n))⊆P

Также по теореме Савича мы знаем, что . Следовательно, мы получаем N L ⊆ D S P A C E ( log 2 ( n ) ) ⊊ D S P A C E ( log k ( nNL⊆L2 .NL⊆DSPACE(log2⁡(n))⊊DSPACE(logk⁡(n))⊆P

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.