可计算性理论中有赖斯定理的复杂性理论类似物吗?


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赖斯定理指出,由图灵机识别的集合的每个非平凡性质都是不确定的。

我正在寻找复杂度理论的莱斯型定理,该定理告诉我们NP集的哪些非平凡性质是难处理的。


我想请您澄清一点,但我想我知道您的意思。答案基本上是赖斯定理仍然适用。尽管不是一个相同的问题,但我认为您的问题同样得到了很好的回答:cstheory.stackexchange.com/questions/161/…。投票关闭重复。
Joshua Grochow 2010年

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我的问题不是要确定NP中的天气,而是要找到一个定理,该定理可以判断NP中的哪些问题无法有效计算(没有多项式时间算法)。
Mohammad Al-Turkistany

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要求提供可以用来“证明” NP集难以解决的东西太多了!但是,有些赖斯定理可以用来建立问题的“ NP硬度”。
瑞安·威廉姆斯

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约书亚,让我举一个例子,3色图的集合在NP中。我想要一个赖斯式定理,可以用来证明三色问题没有任何多项式时间算法(证明是难以解决的)
Mohammad Al-Turkistany 2010年

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turkistany:您要证明P!= NP?:)或者您是从某种意义上讲受限的算法?
arnab

Answers:


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证明赖斯定理的这种复杂性理论版本是我研究程序混淆的动机。

赖斯定理实质上说,给定程序,很难理解程序计算的功能。但是,这些问题无法确定的原因是它们是无限的。即使是一个输入,一个程序也可能永远不会停止,我们需要考虑该程序在无限多个输入上的作用。

赖斯定理的最终版本将确定程序的输入大小和运行时间,并说该程序很难理解。修复这些问题后,您最好将程序视为布尔电路。布尔电路计算出的函数的哪些属性很难计算?一个例子是``不总是0'',这是NP完全可满足性问题。但是,与莱斯定理不同的是,即使不了解电路,也有一些不平凡却很容易的特性。我们总是可以知道:电路计算出的函数具有有限的电路复杂度(电路的大小)。同样,我们始终可以根据自己选择的输入来评估电路。

所以说的属性很容易与黑盒访问,如果可以通过一种算法,得到作为输入计算,d的概率多项式时间ñ,一个下限| C | 和Oracle获得˚F Ç。例如,使用黑盒访问并不容易满足,因为我们可以想象一个大小为n的电路仅在随机选择的输入x上产生答案1 。黑匣子算法无法将这种电路与总是返回0的电路区分开,因为在x上查询oracle的几率很小。另一方面,属性f 0..0 FCñ|C|FCñXX是黑匣子容易操作。问题是:是否存在在概率多项式时间内可以确定的 f C的某些属性,这些属性对于黑盒访问而言并不容易?F0..0=1个FC

据我所知,这个问题尚待解决,但我们的预期方法已被排除。我们希望通过证明加密安全的程序混淆是可能的来证明这一点。但是,波阿斯证明了相反的说法:这是不可能的。这隐含地表明,黑匣子访问电路比完全访问电路描述受到的限制更大,但是证明是非建设性的,因此我不能像上面给出的电路描述那样简单地命名任何属性,但不能使用黑色箱访问。至少可以从我们的论文中对这样的特性进行逆向工程(至少对我而言)是有趣的。

参考资料如下:Boaz Barak,Oded Goldreich,Russell Impagliazzo,Steven Rudich,Amit Sahai,Salil P.Vadhan,Ke Yang:关于混淆程序的(Im)可能性。密码2001:1-18


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这些年来已经证明了几个定理。最近,人们为建立电路问题建立了“米式”定理。(用“电路”代替“机器”是很自然的。一旦这样做,可能的输入总数就固定了,因此不会遇到不确定性问题。)两个参考:

Bernd Borchert,Frank Stephan:在电路复杂性理论中寻找莱斯定理的类比。数学。日志。问题46(4):489-504(2000)

Lane A. Hemaspaandra,JörgRothe:迈向莱斯定理的复杂性理论类似的第二步。理论。计算 科学 244(1-2):205-217(2000)

这是一个示例结果:“电路的每个非空的适当计数属性都是UP-hard。” 您可以阅读有关定义的论文,但这大致意味着,对于UP类来说,取决于满足电路分配数量的任何属性都很难(因此很难处理)。

莱斯定理的复杂性理论版本也有不同的研究。我不熟悉它,但是上面的论文确实引用了它们。


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