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기하학적 복잡성 이론은 복잡성 의 고유 한 대칭과 연구중인 함수의 추가 대칭을 활용하여 컴퓨팅 함수 (예 : 다항식) 의 계산 복잡성 을 연구 할 것을 제안합니다 .
이전의 많은 접근 방식과 마찬가지로 궁극적 인 목표는 함수 를 입력으로 취하는 다항식 가 있음을 보여줌으로써 두 개의 복잡성 클래스 를 분리하는 것입니다 (예 : 그 계수의 벡터에 의해)하도록 모든 기능을 소멸 그러나 몇몇 기능에 증발하지 않는 .Ceasy,Chardpfpf∈Ceasyghard∈Chard
첫 번째 핵심 아이디어 (cf. [GCT1, GCT2])는 대칭을 사용하여 함수 자체를 구성하는 것이 아니라 위의 와 같은 다항식에 의해 캡처 된 이러한 함수 의 ( 대수 기하학 ) 속성 을 구성하는 것 입니다. 이것은 그러한 를 찾기 위해 표현 이론 을 사용할 수있게한다 . 표현 이론과 대수 기하학과 관련된 비슷한 아이디어는 이전에 대수 기하학에서 사용되었지만 내 지식으로는 결코 이런 식으로 결코 사용되지 않았습니다.pp
두 번째 핵심 아이디어 (참조. [GCT6])는 결과 표현 이론 문제에 대한 조합 (및 다항식 시간) 알고리즘을 찾은 다음 이러한 알고리즘을 역 엔지니어링하여 이러한 가 존재 함 을 보여줍니다 . 이것은 선형 프로그래밍 (알고리즘)을 사용하여 순수한 조합 문을 증명 하는 정신에서 취할 수 있습니다 .p
실제로, [GCT6]은 위의 표현 이론 문제를 정수 프로그래밍 문제로 줄이고, 결과 IP가 LP 완화에 의해 해결됨을 보여주고, 최종 LP에 대한 조합 알고리즘을 제공 한다고 제안한다 . [GCT6]의 추측은 Littlewood-Richardson 계수에 대한 역 엔지니어링 알려진 결과, 표현 이론에서 유사하지만 쉬운 문제로 스스로 동기를 부여합니다. LR 계수의 경우 Littlewood-Richardson 조합 규칙 이 먼저 적용되었습니다. 나중에 Berenstein과 Zelevinsky [BZ]와 Knutson과 Tao [KT] (친숙한 개요는 [KT2] 참조)는 LR 계수에 대한 IP를 제공했습니다. Knutson과 Tao는 포화 추측을 증명했으며, 이는 IP가 LP 완화에 의해 해결됨을 의미합니다 ([GCT3, BI] 참조).
[GCT5]의 결과는 Noether 's Normalization Lemma 를 명시 적으로 비 랜더 마이징 하는 것이 다항식 아이덴티티 테스트 의 블랙 박스 Derandomization의 복잡성 이론에서 악명 높은 공개 문제와 본질적으로 동일하다는 것을 보여준다. 이것이 더 큰 프로그램에 들어가는 방법은 대략 (이 경우 결정자가 완전한 클래스 )에서 사라지지 않는 함수 대한 명시 적 근거를 찾는 것입니다. 대수 기하학의 다른 설정에서 발생했듯이 표현 이론에서 원하는 문제에 대한 조합 규칙을 도출하는 데 사용됩니다. 여기서 중간 단계 는 정규화에서 사라지지 않는 대한 기초를 찾는 것 입니다.pCeasypCeasy 는 건설적으로 더 좋은 대수적 다양성입니다. 다시 말해서 DET에 대한 Noether의 정규화 렘마를 무작정 화합니다.
복잡성과 기능의 대칭의 예
예를 들어, 함수 의 복잡성-대부분의 복잡한 복잡성 개념에 대해 변수 순열하면 변경되지 않습니다 일부 순열 . 따라서 순열은 복잡성 자체의 대칭입니다. 대수 회로 복잡도와 같은 복잡성 개념의 경우 변수의 모든 비가역 선형 변화는 대칭입니다.f(x1,…,xn)f(xπ(1),…,xπ(n))π
개별 기능에는 추가 대칭이있을 수 있습니다. 예를 들어, 결정 대칭성 갖는다 모든 행렬들에 대한 되도록 . (이것에 관해 내가 조금이라도 알아 낸 것으로부터, 이것은 물리학에서 자발적인 대칭 파괴 현상과 유사하다는 것을 모은다 .)det(X)det(AXB)=det(XT)=det(X)A,Bdet(AB)=1
일부 최근 진행 상황 [이 섹션은 확실히 불완전하고 기술적 인 부분이지만 완전한 계정에는 수십 페이지가 필요합니다 .... 최근 진행 상황을 강조하고 싶었습니다.]
Burgisser와 Ikenmeyer [BI2]는 0에서 0이 아닌 다중 도로 표현을 사용하는 한 GCT 프로그램에 따라 행렬 곱셈 에서 하한을 나타 냈습니다 . Landsberg and Ottaviani [LO]는 대수 속성을 구성하는 표현 이론을 사용하여 표현 곱셈이나 조합 규칙을 사용하지 않고 표현 곱셈의 경계 순위에서 본질적으로 의 가장 낮은 하한값 을 나타 냈습니다.32n22n2
Littlewood-Richardson 계수 이후의 다음 문제는 Kronecker 계수 입니다. 이것들은 결국 GCT에서 발생하는 표현 이론 문제에 도달 할 것으로 의심되는 일련의 문제와 매트릭스 곱셈 및 영구 대 결정에 대한 GCT 접근법의 다중성에 대한 경계로 더 직접적으로 나타난다. 크로네 커 계수에 대한 조합 규칙을 찾는 것은 표현 이론에서 오랫동안 열린 문제입니다. Blasiak [B]는 최근에 하나의 고리 모양의 크로네 커 계수에 대한 조합 규칙을 제시했습니다.
Kumar [K]는 라틴 정사각형 열 (참조 : Huang-Rota 및 Alon-Tarsi 참조)을 가정하여 0이 아닌 다중 도로 결정자의 좌표 링에 특정 표현이 나타나는 것으로 나타났습니다. ]). 따라서 이러한 표현은 0 대 0이 아닌 다중도에 기초하여 결정자와 영구자를 분리하는 데 사용될 수 없지만, 다중도 사이의보다 일반적인 불평등에 의해 영구적과 결정자를 분리하는 데 여전히 사용될 수 있습니다.
참고 문헌
[B] J. Blasiak. 하나의 고리 모양에 대한 크로네 커 계수. arXiv : 1209.2018, 2012.
[BI] P. Burgisser와 C. Ikenmeyer. Littlewood-Richardson 계수의 양성을위한 최대 흐름 알고리즘. FPSAC 2009.
[BI2] P. Burgisser와 C. Ikenmeyer. 기하 복잡도 이론을 통한 명시 적 하위 경계. arXiv : 1210.8368, 2012.
[BZ] AD 베렌 슈타인과 AV 젤 레빈 스키. 및 인접 표현의 외부 대수 스펙트럼에 대한 3 중 다중도 . sl(r+1)J. 대수 조합. 1 (1992), no. 1, 7–22.
[GCT1] KD Mulmuley 및 M. Sohoni. 기하 복잡성 이론 I : P 대 NP에 대한 접근 및 관련 문제. SIAM J. Comput. 31 (2), 496–526, 2001.
[GCT2] KD Mulmuley 및 M. Sohoni. 기하 복잡성 이론 II : 계급 간 임베딩에 대한 명백한 장애물을 향하여. SIAM J. Comput., 38 (3), 1175-1206, 2008.
[GCT3] KD Mulmuley, H. Narayanan 및 M. Sohoni. 기하 복잡성 이론 III : Littlewood-Richardson 계수의 비 소멸 결정. J. 대수 조합. 36 (2012), no. 1, 103 ~ 110 쪽.
[GCT5] KD 멀 물리. 기하 복잡성 이론 V : 다항식 아이덴티티 테스트의 블랙 박스 디 랜더 마이 제이션과 Noether의 정규화 Lemma의 디 랜덤 화 사이의 동등성. FOCS 2012, 또한 arXiv : 1209.5993.
[GCT6] KD 멀 물리. 기하 복잡도 이론 VI : 양성을 통한 뒤집기. , 2011 년 1 월 시카고 대학교 컴퓨터 공학부 기술 보고서.
[K] S. Kumar. 결정 요인의 궤도 폐쇄에 의해 뒷받침되는 표현에 대한 연구. arXiv : 1109.5996, 2011.
[LO] JM Landsberg와 G. Ottaviani. 행렬 곱셈의 경계 순위에 대한 새로운 하한. arXiv : 1112.6007, 2011.
[KT] A. Knutson과 T. Tao. 텐서 제품 의 벌집 모델 . 포화 추측의 증거. GLn(C)제이 아 메르 수학. Soc. 12 (1999), no. 4, 1055–1090.
[KT2] A. Knutson 및 T. Tao. 넓어짐과 은자 행렬의 합. 공지 사항 Amer. 수학. Soc. 48 (2001), no. 2, 175–186.