与?


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复杂性理论的中心问题可以说是 vs。PñP

然而,由于自然是量子,它似乎更自然要考虑的类(即决策问题可以解决在多项式时间内量子计算机,至多1/3的所有实例的错误概率)ANS(量子相当于的)来代替。P中号一种ñP

我的问题:

1)与问题的解决方案是否可以解决与?PñPP中号一种

2)相对化,自然证明和代数化这三个障碍是否也适用于与问题?P中号一种

Answers:


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1)任一方向都没有暗示。我们知道P = NP意味着P = PH。但是我们不知道BQP和QMA是否在PH中,因此也许P可以等于NP,但是BQP和QMA仍然不会崩溃。(另一方面,请注意QMA⊆PP⊆P #P,因此肯定P = P #P意味着BQP = QMA。)表明BQP = QMA意味着P = NP在目前的知识状态下更加无望。 。

2)绝对,这三个障碍对BQP与QMA都施加了全部力量(甚至适用于证明P≠PSPACE的“更简单”的问题)。首先,相对于PSPACE甲骨文(甚至是PSPACE甲骨文的低阶扩展),我们有

P = NP = BQP = QMA = PSPACE,

因此,肯定会需要非相对化和非组合化技术来分离这些类别中的任何一个。其次,要获得将东西放到BQP之外的自然证据屏障,您需要的是在BQP中可计算的伪随机函数族,这在形式上要比在P中可计算的伪随机函数族弱。

附录:让我说说一个“元问题”,尽管我们认为自然是量子的,但您并没有暗示它,为什么人们仍然专注于P对NP。就个人而言,我一直认为P与NP只是复杂性理论中一系列障碍问题的“旗舰”(P与PSPACE,P与BQP,NP与coNP,NP与BQP,单向功能的存在,等等),我们都知道该如何回答,所有这些都与某种意义上的联系有关,一个人的任何突破都很可能导致另一个人的突破(即使我们在问题之间没有正式含义,在很多情况下,我们做)。P vs. NP本质上并不比其他任何方法都更基础-但是如果我们必须选择一个问题作为复杂性的代言人,那么这是一个不错的选择。


嗨,斯科特,非常感谢您的出色回答!您的附录完全符合我的想法。
安东尼·勒弗里尔

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我认为P与NP的重要性,因为复杂性理论的“旗舰”问题表明了计算理论的历史。在逻辑学家之后,似乎是组合主义者对这个问题最感兴趣。也许如果运算符理论家开发了复杂度理论,“硬度”的旗舰问题将不是布尔可满足性,3色或旅行商问题,而是确定是否为k局部正半定算子之和的问题。是肯定的。(当然,这是k-QSAT。)
Niel de Beaudrap,2010年

是的,我想只要解决任何此类问题(P与NP,BQP与QMA等)都需要新技术,那么专注于一个特定问题就不会有太大的伤害。
Anthony Leverrier,2010年

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附带说明-如果您将量子计算作为可行计算的定义,则可能会将BQP与NP视为中心问题,而不是BQP与QMA。原因是,NP仍然捕获了我们要解决的大部分问题(或希望为加密而苦苦奋斗),无论我们尝试使用经典计算机还是量子计算机来解决它们。
波阿斯·巴拉克

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@Boaz-您认为NP问题在本质上比QMA问题更重要,或者目前看来情况如此,因为我们比量子问题更习惯于经典问题的思考?
Anthony Leverrier,2010年
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