NP中的层次结构(假设P!= NP)


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假设P!= NP,我相信已经证明存在一些问题,这些问题不在P中,也不在NP-Complete中。图同构被认为是这样的问题。

有没有证据表明NP中会有更多这样的“层次”?即从P开始到NP结束的超过三个类的层次,这样每个是另一个的适当超集?

层次结构可能是无限的吗?


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层次不是继承!
txwikinger

@txwikinger。固定:-)
Aryabhata 2010年

相关:1
Kaveh

Answers:


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是! 实际上,在P和NP完全一致的假设下,在P和NP-完全之间存在越来越难的问题的可证明层次无限。这是Ladner定理证明的直接推论(该证明确定了NP \ P的非空性)

形式上,我们知道对于P中不存在的每个集合S,P中都不存在S',因此S'可以Karp还原为S,而S不能Cook还原为S'。因此,如果P!= NP,则在NP \ P中存在无穷的集合S 1,S 2 ... 序列,这样S i + 1可被Karp还原为S i,而S i不能被Cook还原为S i。 S i + 1

诚然,绝大多数此类问题在本质上都是高度不自然的。


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实际上,拉德纳定理表明,对于任意两个S和T集,如果S Karp归结为T,而T没有Karp归结为S,则存在一个集合S',使得S'恰好位于S和T之间(按Karp归约的偏序)。
约书亚·格罗夫

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有一个“有限的不确定性”的概念,它限制了图灵机达到解决方案所需的不确定性位。NP类需要例如O(n)位。通过将不确定性位限制为polylog,可以定义一个复杂级别的无限层次,称为\ beta P层次结构,所有这些层次结构自身都有完整的问题。

例如,请参阅以下文章以了解详细信息:Goldsmith,Levy,Mundhenk,“有限的不确定性”,SIGACT新闻,第27(2)卷,第20-29页,1996年。

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