NC = P 결과?


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복잡성 동물원에있는 항목에 지적 EXP 이 경우 L = P 후 PSPACE = EXP. Savitch의 NPSPACE = PSPACE 이기 때문에 기본 패딩 인수가 로 표시되도록 말할 수있는 한 우리는 또한 Ruzzo의 자원 제한적 교대 계층 구조를 통한 L NL NC P를 알고 있습니다.

(NL=피)⇒(스페이스=경험치).
⊆ ⊆ ⊆

NC = P 인 경우 PSPACE = EXP를 따릅니다.

리차드 립톤 (Richard Lipton)의 정신에서이 질문에 대한 다른 해석은 P의 일부 문제가 다항식 공간보다 더 많은 지수 시간 절차를 필요로하지 않는 것보다 병렬화 될 수없는 것입니까?

또한 NC = P의 다른 "놀라운"결과에 관심이있을 것입니다.

편집 : Ryan의 대답은 추가 질문으로 이어집니다 : PSPACE = EXP를 보장하는 것으로 알려진 가장 약한 가설은 무엇입니까?

  • 사 비치 비결정론 적 테이프와 결정 론적 테이프 복잡성의 관계, Journal of Computer and System Sciences 4 (2) : 177-192, 1970.
  • WL 루조. 균일 한 회로 복잡성에 대해서는 Journal of Computer and System Sciences 22 (3) : 365-383, 1971.

편집 (2014) : 기존 Zoo 링크를 업데이트하고 다른 모든 클래스에 대한 링크를 추가했습니다.


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내가 NC가 무엇인지 모르는 유일한 사람은 아니지만, 여기 링크가 있습니다 : en.wikipedia.org/wiki/NC_%28complexity%29
— Emil

@Andras : 이미 알고 있지만 아직 언급하지 않은 또 다른 결과는 P 가 L 감소 에서 완전한 문제를 가지고 있기 때문에 계층 구조가 붕괴 된다는 것 입니다. 엔기음피엘
— Joshua Grochow

답변:


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예. 교대 튜링 기계 인식 언어의 클래스로서 볼 수 사용 O ( 로그 N ) 과 공간 ( 로그 N ) O ( 1 ) 시간. (이것은 제 Ruzzo로 확인되었다.) P가 교대 튜링 기계 사용하는 클래스 O ( 로그 N ) 공간하지만 걸릴 수 N O ( 1 ) 시간. 간결하게하기 위해이 클래스들을 호출 해 보자 A T I S P [ ( log n엔기음영형(로그⁡엔)(로그⁡엔)영형(1)피영형(로그⁡엔)엔영형(1) 및 S P C E [ O ( 로그 N ) ] = P .에이티나는에스피[(로그⁡엔)영형(1),로그⁡엔]=엔기음에이에스피에이기음이자형[영형(로그⁡엔)]=피

두 클래스가 동일하다고 가정하십시오. 교체하는 가진 2 n은 상기에서 (즉, 표준 변환 표제어를 적용) 번을 얻엔2엔

.티나는엠이자형[2영형(엔)]=에이에스피에이기음이자형[영형(엔)]=에이티나는에스피[엔영형(1),엔]⊆에이티나는엠이자형[엔영형(1)]=피에스피에이기음이자형

만약 다음 E X P = P S P C E 아니라 있기 때문에 E X P 에서 - 완전한 언어 T I M E는 [ 2 O ( n ) ] .티나는엠이자형[2영형(엔)]⊆피에스피에이기음이자형이자형엑스피=피에스피에이기음이자형이자형엑스피티나는엠이자형[2영형(엔)]

편집 : 위의 답변은 더 교육적이지만, 다음과 같은 간단한 주장이 있습니다. 이미 " P 는 폴리 로그 공간에 포함되어 있습니다"와 표준 번역에서 따릅니다. 이자형엑스피=피에스피에이기음이자형피" 는 폴리 로그 공간에 포함되어 있습니다"는 N C = P 보다 훨씬 약한 가설 입니다.피엔기음=피

세부 사항 : 회로 패밀리는 일부 상수에 대해 깊이 ( log n ) c 를 갖기 때문에 이러한 모든 회로 패밀리는 O ( ( log n ) c ) 공간 에서 평가 될 수 있습니다 . 따라서 N C ⊆ ⋃ c > 0 S P A C E [ ( log n ) c ] . 그래서 P = N C가 의미 P ⊆ ⋃ C > 0 S를엔기음(로그⁡엔)기음영형((로그⁡엔)기음)엔기음⊆⋃기음>0에스피에이기음이자형[(로그⁡엔)기음]피=엔기음 . 변환 (교체 적용 N 과 2 N을 ) 함축 T I M E [ 2 O ( N ) ] ⊆ P S P C E가 . T I M E [ 2 O ( n ) ]에 E X P 완성 언어가존재하면 인수가 완료됩니다.피⊆⋃기음>0에스피에이기음이자형[(로그⁡엔)기음]엔2엔티나는엠이자형[2영형(엔)]⊆피에스피에이기음이자형이자형엑스피티나는엠이자형[2영형(엔)]

업데이트 : : 안드레아스 '추가 질문을 해결, 나는 같은 것을 증명할 수 있어야한다 생각 모든 IFF에 C 에서 모든 다항식 희소 언어 N O ( 로그 C의 n은 ) 시간이 풀 수있는가 폴리 로그 공간. (다항식으로 드문 드문다는 것은 모든 n 에 대해 언어에서 길이 n 의 최대 p o l y ( n ) 문자열 이 있음을 의미합니다.이자형엑스피=피에스피에이기음이자형기음엔영형(로그기음⁡엔)피영형엘와이(엔)엔엔.) true의 경우, 증거 아마 Hartmanis, Immerman의 라인을 따라 이동하고 있음을 Sewelson의 증거 것이다 의 모든 다항식 희소 언어 IFF N P가 에 포함되어 P . ( 여기서 , 폴리 로그 공간에서의 n O ( log c n ) 시간은 여전히 P S P A C E = E X P 를 암시하기에 충분합니다 .)엔이자형=이자형엔피피엔영형(로그기음⁡엔)피에스피에이기음이자형=이자형엑스피


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좋은 답변 주셔서 감사합니다. 덱스터 코젠의 계산 이론 69 페이지 Ruzzo의 클래스 좋은 "균일"표기를 갖는다 : 여기서, F 경계 공간 g의 범위의 시간, 및 시간 경계 교대. 그러면 NC = S T ( 로그 N , * , ( 로그 N ) O ( 1 ) ) 동안 P = S T (에스티에이(에프,지,h)에프지hNC=에스티에이(로그⁡엔,※,(로그⁡엔)영형(1)) 는 실제로 구성을 강조합니다. 피=에스티에이(로그⁡엔,※,※)
— András Salamon

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위의 라고 말하고 있습니다. 그러나 나는 이것들이 동일하다고 생각합니다. 다항식 시간 소요 머신 O ( 로그 N ) 공간 만한다 ( 로그 없음 ) O ( 1 ) 교대 만 얻어 다른 교류 시스템으로 전환 될 수있다 ( 로그 없음 ) O ( 1엔기음=에스티에이(로그⁡엔,(로그⁡엔)영형(1),※)영형(로그⁡엔)(로그⁡엔)영형(1) 시간을O(로그N)공간. (다른 방향은 분명합니다.) 아이디어는 각 다항식 시간 존재 단계와 범용 단계가(로그n ) O ( 1 ) 시간 및O(logn)공간에서만 실행되도록 "sped up"되도록 더 많은 대안을 삽입하는 것입니다., Savitch 정리의 선을 따라. (로그⁡엔)영형(1)영형(로그⁡엔)(로그⁡엔)영형(1)영형(로그⁡엔)
— Ryan Williams

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필요한 것은 "\ NP"와 같은 것을 동물원의 항목에 자동으로 연결하는 일종의 그리스 몽키 스크립트입니다.
— Suresh Venkat

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Ryan의 답변을 보았지만 의견에 맞추기에는 너무 긴 다른 관점을 제공하고 싶었습니다.

에서 이 L에 대해 알아야 할 모든 증거는 비공식적으로, 지수에 의해 폭파 때, L은 PSPACE 될 것입니다. 지수에 의해 날려 진 NL도 PSPACE가되기 때문에 NL에도 동일한 증거가 적용됩니다. 엘=피⇒피에스피에이기음이자형=이자형엑스피

마찬가지로 NC가 지수에 의해 폭파되면 PSPACE를 얻습니다. 나는 회로의 관점에서 이것을보고 싶다 : NC는 폴리 로그 깊이를 갖는 다항식 크기 ​​회로의 클래스이다. 폭파되면 다항식 깊이의 지수 크기 회로가됩니다. 적절한 균일 성 조건이 추가되면 이것이 정확히 PSPACE임을 알 수 있습니다. NC가 L- 균일 성으로 정의되면 PSPACE- 균일 성을 얻습니다.

증거는 쉬워야합니다. 한 방향으로, TQBF와 같은 PSPACE- 완전 문제를 취하고 지수 크기의 AND 및 OR 게이트를 사용하여 수량자를 표현하십시오. 다른 방향으로, 다항식 깊이 회로를 재귀 적으로 순회하십시오. 스택 크기는 다항식이므로 PSPACE에서 수행 할 수 있습니다.

마지막으로 질문을 보았을 때 (Ryan의 답변을 읽기 전에)이 논쟁을 생각해 냈으므로 버그가있을 수 있습니다. 그들을 지적하십시오.


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한 가지 수정 : NC에는 다항식 크기와 다항식 깊이의 회로가 있지만 변환 후 여전히 다항식 깊이입니다.
— Ryan Williams

@ 라이언 : 당신이 맞아요. 내가 고칠 게
— Robin Kothari

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시공간 경계 교대 튜링 머신 시뮬레이션의 관점에서 조금 더 자세히 설명합니다.

라고 가정하십시오 .피=엔기음

이후 , 우리는 얻을 P = T I S P ( ( 로그 ( N ) ) O ( 1 ) , O ( 로그 ( n ) ) ) .엔기음=에이티나는에스피((로그⁡(엔))영형(1),영형(로그⁡(엔)))

피=에이티나는에스피((로그⁡(엔))영형(1),영형(로그⁡(엔))).

이제 선형 시간 범용 시뮬레이션 문제 고려하십시오. 여기서 Turing 머신 M 에 대한 인코딩 과 길이 n 의 입력 문자열 x 를 고려 하고 M 이 최대 n 단계 에서 x 를 허용 하는지 알고 싶습니다 .엘나는엔유엠엑스엔엠엑스엔

우리는 입니다. 따라서 상수 c (충분히 큰) 가 존재하여 ( * )엘나는엔유∈피기음

(※)엘나는엔유∈에이티나는에스피(로그기음⁡(엔),기음로그⁡(엔)).

패딩 인수 (약간 까다로운 주석 참조)의 결과, 우리는

(1)디티나는엠이자형(엔)⊆에이티나는에스피(로그기음⁡(엔),기음로그⁡(엔)).

패딩 인수를 확장하면 ( 3 )

(2)디티나는엠이자형(엔케이)⊆에이티나는에스피(케이기음로그기음⁡(엔),케이기음로그⁡(엔)).
(삼)디티나는엠이자형(2엔케이)⊆에이티나는에스피(케이기음엔케이기음,케이기음엔케이).

또한, 교번 시공간 경계 튜링 기계의 시뮬레이션에 대한 알려진 결과가있다. 특히, 우리는 A T I S P ( log c ( n ) , c log ( n ) ) ⊆ D S P A C E ( O ( log c + 1 ( n ) ) )를 알고있다 .

에이티나는에스피(로그기음⁡(엔),기음로그⁡(엔))⊆디에스피에이기음이자형(영형(로그기음+1⁡(엔))).

따라서 모든 자연수 대해 (본질적으로) 다음을 갖습니다 .케이

( 3 * )

(2※)디티나는엠이자형(엔케이)⊆디에스피에이기음이자형(케이기음+1로그기음+1⁡(엔))
(삼※)디티나는엠이자형(2엔케이)⊆디에스피에이기음이자형(엔케이(기음+1)).

에서 , 우리가 얻을 것이라고 E X P = P S P C E .(삼※)이자형엑스피=피에스피에이기음이자형

===================== 사고 후 ===================

또한 그 통지에 중요한 의미 T I S P ( ( 로그 ( N ) ) O ( 1 ) , O ( 로그 ( N ) ) ) = T I S P ( 로그 C ( N ) , O를 상수 c에 대해서는 ( log ( n ) ) ) .피=엔기음

에이티나는에스피((로그⁡(엔))영형(1),영형(로그⁡(엔)))=에이티나는에스피(로그기음⁡(엔),영형(로그⁡(엔)))
기음

모든 의견이나 수정을 환영합니다. :)


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엔기음케이⊊피에스피에이기음이자형케이엔기음2⊊피에스피에이기음이자형엔기음≠피에스피에이기음이자형

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엔기음≠피에스피에이기음이자형피−유엔나는에프영형아르 자형엠엔기음1=피에스피에이기음이자형

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엔기음=에이티나는에스피((로그⁡(엔))영형(1),영형(로그⁡(엔)))

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@Turbo 후속 감사합니다 !! 나는 당신이 370 페이지의 하단에있는 정의를 다음에서 읽어야한다고 생각합니다. sciencedirect.com/science/article/pii/0022000081900386
— Michael Wehar

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엔기음피엔기음
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