Flexible constraint satisfiability and a problem in semigroup theory
La Trobe University(拉 Trobe 大学)
本文研究了灵活约束满足与半群理论中的问题,展示了2-稳健单调1-in-3 3SAT的NP完全性,并通过3元和6元代数实例证明了NP难种类成员资格问题。
2026-02-10 cs.CC cs.LO math.CO
Some Complexity Results for Robustness Verification for Binarized Neural Networks
Indian Institute of Technology Goa(印度理工学院Goa)
本文通过从布尔可满足性问题归约证明二值化神经网络的可满足性是NP完全的,并利用均匀遮挡导致的网络输出分段常数结构,提出多项式时间鲁棒性检查算法。
2026-07-17 cs.CC cs.LG
Computational Complexity of Quantum Satisfiability
量子逻辑是由加勒特·伯克霍夫和约翰·冯·诺依曼在1936年提出的,作为捕捉量子可观测量的逻辑特性的框架。它推广了布尔命题逻辑,并且在一维希尔伯特空间上与布尔命题逻辑相吻合。介绍了量子逻辑项的弱可满足性和强可满足性问题。在二维空间中,两者都是NP完全的。另一方面,对于d>2固定的高维空间R^d和C^d,我们证明了这两个问题对于实计算的非确定性Blum-Shub-Smale模型是完备的。这提供了一个统一的观点图灵和真正的BSS复杂性理论,并扩展了仍然相对稀缺的家庭NP_R-完全的问题,其中一个可能最接近的精神,以经典的库克-莱文定理。我们对弱/强可满足项的维数的研究导致了不定维、有限维和无穷维的可满足性问题。这里,强可满足性证明为多项式时间等价于非交换整数多项式方程的可行性
2012-11-12 cs.CC math.LO
Even faster algorithms for CSAT over~supernilpotent algebras
本文给出了求解超幂零代数上回路可满足性问题的两个算法。第一种算法是确定性的,比Aichinger提出的最快算法快。第二种是具有线性时间复杂度的概率算法。应用前一个算法到有限群提供了时间复杂度,通常低于以前最好的(由Földvári给出)和应用后者导致的推论,即电路满足性问题的组G是易于处理的概率线性时间,如果G是幂零的或NP-完全的,如果G未能是幂零的。通过将超幂零代数上的多项式方程转化为有限域上的有界次数多项式方程,得到了这些结果。
2020-02-20 cs.CC
Quadratic Word Equations with a Linear Side: Polynomial Nielsen Graph Diameter and NP-Completeness
Kyushu University(九州大学)
本文研究带线性侧的二次字方程,证明其 Nielsen 图直径为多项式,从而确立该方程类可满足性的 NP 完全性。
2026-09-21 cs.CC cs.FL
A Numerical Study of the Performance of a Quantum Adiabatic Evolution Algorithm for Satisfiability
如quant-ph/0001106中所描述的,通过绝热演化的量子计算,如果运行时间足够长,将解决可满足性问题。在某些特殊情况下(经典上很容易),我们知道量子算法需要的运行时间以位数的多项式形式增长。在本文中,我们提出了一个NP完全问题和一个问题,可以解决经典的多项式时间随机生成的实例的数值结果。我们通过在传统计算机上积分薛定谔方程来模拟量子计算机(最多16个量子比特)。对于这两个问题考虑,为一组研究的实例,所需的运行时间似乎增长缓慢的位数的函数。
2000-07-19 cs.CC quant-ph
Bounds on the quantum satisfiability threshold
量子k-SAT是决定是否存在垂直于一组向量的n量子比特状态的问题,其中每个向量位于k量子比特的希尔伯特空间中。等价地,问题是决定特定类型的局部哈密顿量是否具有能量为零的基态。我们考虑随机量子k-SAT公式与n个变量和m = αn条款,并询问在什么值的α这些公式不再是可满足的。我们证明了随机量子3-SAT的阈值至多为3.594。相比之下,统计物理学的令人信服的论据表明,经典的3-SAT阈值是α \approx 4.267。对于较大的k,我们表明,量子阈值是一个常数因子小于经典的。我们的边界工作,通过确定的通用秩的满足子空间的某些小工具,然后使用微分方程的技术来分析各种算法,分区超图到这些小工具的集合。我们使用微分方程建立上界的可满足性阈值似乎是新颖的,我们的技术可以适用于各种经典问题。
2014-09-18 cond-mat.stat-mech cs.CC quant-ph
Hardness of equations over finite solvable groups under the exponential time hypothesis
Goldmann和Russell(2002)开始研究有限群中方程可满足性问题的复杂性,证明了对于幂零群它是在P中,而对于不可解群它是NP-完全的。从那时起,出现了几个结果表明,该问题可以解决在多项式时间在某些可解群的拟合长度为2。在这项工作中,我们提出了有限可解群中方程可满足性问题的第一个下界:在指数时间假设的假设下,我们证明了对于任何Fitting长度至少为4的群和某些Fitting长度为3的群,它不能在P中。此外,同样的困难的结果适用于方程恒等式问题。
2020-10-26 cs.CC math.GR
Threshold values of Random K-SAT from the cavity method
利用\cite{mezard:parisi:zecchina:02,mezard:zecchina:02}的腔方程,我们导出了随机$K$ -可满足性问题中每个变量子句数目的各种阈值,将以前的结果推广到$K \ge 4$ .我们还给出了一个解析解的方程,和一些封闭的表达式,这些阈值,在大$K$周围的扩展。还计算了解的稳定性。对于任何$K$,可满足性阈值被发现是在稳定区域的解决方案,这增加了进一步的信用的猜想,这种计算给出了确切的可满足性阈值。
2005-02-24 cond-mat.dis-nn cs.CC cs.DM
Quasi-decidability of a Fragment of the First-order Theory of Real Numbers
在本文中,我们考虑的一个片段的一阶理论的实数,其中包括系统的方程的连续功能在有界域,并为所有的功能是可计算的意义上,它是可能的计算任意关闭分段区间近似。即使这个片段是不可判定的,我们证明了有一个(可能是非终止的)算法来检查可满足性,使得(1)每当它终止时,它计算出一个正确的答案,(2)当输入是鲁棒的时,它总是终止。一个公式是鲁棒的,如果它的可满足性在小扰动下不改变。作为我们的算法的基本工具,我们使用的概念,从(微分)拓扑领域的程度。
2016-08-12 cs.CC cs.LO
Approximate Polynomial Satisfiability is in the Counting Hierarchy
IIT Delhi(印度理工学院德里分校);CNRS, IRIF(法国国家科学研究中心,IRIF研究所);CNRS, LAMA(法国国家科学研究中心,LAMA实验室);University of Oxford(牛津大学)
该研究将近似多项式可满足性问题(APS)的复杂性上界从PSPACE改进为计数层级(CH),并给出从希尔伯特零点定理到APS的多项式时间归约,从而更接近精确多项式可行性的复杂性。
2026-10-02 cs.CC
Efficient Solution of Boolean Satisfiability Problems with Digital MemComputing
布尔可满足性是多个领域感兴趣的命题逻辑问题,例如,物理学、数学和计算机科学。在研究领域之外,SAT问题的实例,如已知的,在各种应用中需要有效的解决方法。它是决定布尔公式是否具有令人满意的赋值的决策问题,被认为需要指数增长的时间来求解最坏情况的算法。然而,许多类布尔公式的有效解决方案甚至回避了最成功的算法,不仅对于最坏的情况下,而且对于典型的情况下的实例。在这里,我们介绍了一个内存辅助的物理系统(一个数字memcomputing机),当它的非线性常微分方程的数值积分,证明多项式有界的可扩展性,同时解决“硬”种植解决方案的SAT,已知需要指数时间来解决在典型情况下的完整和不完整的算法。此外,我们分析表明,物理系统可以有效地解决SAT问题在连续的时间,而不需要引入混沌或指数增长的能量。模拟的效率与原始物理系统的集体动力学性质有关,这些性质在数值积分中持续存在,即使在存在数值误差的情况下也能鲁棒地引导解搜索。我们预计我们的研究结果,以拓宽物理启发的计算范式的研究方向,从理论到应用,从模拟到硬件实现。
2020-11-12 cond-mat.stat-mech cs.CC cs.ET
Order-to-chaos transition in the hardness of random Boolean satisfiability problems
瞬态混沌是一种普遍存在的现象,其特征在于相空间轨迹的动力学朝着流体、化学反应和凝聚态系统等不同物理系统中的稳态吸引子演化。在这里,我们表明,瞬态混沌也出现在某些有效的算法的动态搜索解决方案的约束满足问题,包括调度,电路设计,布线,数据库问题,甚至数独。特别是,我们提出了一个研究的硬度出现在布尔可满足性($k$ -SAT),一类典型的约束满足问题,通过使用一个模拟确定性算法的基础上的常微分方程组。通过逃逸率$κ$定义了问题的困难度,$κ$是动力系统瞬态混沌的一个不变测度,它表示了轨迹接近解的速率,我们证明了对于给定的约束密度和固定数目的布尔变量$N$,随机$k$ -SAT系综中公式的困难度有很大的变化,可近似为对数正态分布。我们还表明,当增加密度的约束$α$,硬度出现通过二阶相变在$α_χ$在随机3-SAT系综的动力学轨迹成为瞬态混沌。在4-SAT中也发现了类似的行为,然而,对于2-SAT不发生这种转变。这种行为也意味着一种新型的瞬态混沌,其中逃逸率与临界参数$κ\sim N^{B|α- α_χ|^{1-γ}}$和$0< γ< 1$具有指数-代数关系。我们表明,过渡所产生的亚稳态盆地的外观在解空间中的约束$α$的密度增加。
2016-04-20 cond-mat.stat-mech cs.CC
Circuits and Backdoors: Five Shades of the SETH
本文将强指数时间假设(SETH)的多种合理弱化形式整合为五个稳固性递增的等价类层级结构,并通过独立集等非SAT问题的特征示例展示了该框架在结构性分类基于SETH下界方面的适用性。
2025-10-13 cs.CC
Geometrical organization of solutions to random linear Boolean equations
随机XORSAT问题处理布尔变量的大型随机线性系统。这类问题的难度由方程数与变量数的比值控制。已知在该参数的某些值范围内,解的空间分裂成许多不连通的簇。在这里,我们研究正是相应的几何组织。特别是,这些集群之间的距离分布计算的空腔方法。这允许研究“x-可满足性”阈值,即在给定距离处存在两个解的方程的临界密度。
2006-09-05 cond-mat.dis-nn cs.CC
On local equilibrium equations for clustering states
本文证明了局部平衡方程(TAP方程或置信传播方程的推广)在着色问题的可着色阶段有解。同样的结果扩展到其他优化问题的解决方案成本为零(例如K-可满足性)。在一个随机图上,局部平衡方程的解与组态簇(簇态)相关联。在随机图上,局部平衡方程在无色相中几乎处处有解;在这种情况下,我们必须引入局部平衡方程的拟解的概念。
2005-03-13 cond-mat.dis-nn cs.CC cs.DS
On the complexity of solving equations over the symmetric group $S_4$
本文研究对称群S_4上方程求解的复杂性,证明可满足性问题PolSat(S_4)可归约到等价问题PolEqv(S_4),并给出其与CC[2,3,2]-电路等价问题的等价刻画,从而基于AND_n的最小电路规模得到PolEqv(S_4)复杂性的上界。
2025-03-10 cs.CC math.RA
The Parameterized Complexity of Reasoning Problems Beyond NP
今天的命题可满足性(SAT)求解器非常强大,可以用作解决NP完全问题的有效后端。然而,知识表示和推理中的许多基本问题位于多项式层次的第二层或更高层,因此多项式时间变换到SAT是不可能的,除非层次崩溃。最近的研究表明,在某些情况下,可以突破这些复杂性障碍的固定参数易处理(fpt)减少利用问题实例的结构方面的问题参数。在本文中,我们开发了一个一般的理论框架,支持分类的参数化问题,他们是否承认这样的FPT减少SAT或不。该框架基于几个新的参数化复杂性类。作为一个运行的例子,我们使用的框架来分类的复杂性的析取答案集编程的一致性问题,相对于各种自然参数。我们支持我们的理论的鲁棒性提供了一个新的复杂性类加权QBF可满足性,交替图灵机,和一阶模型检验的表征。此外,我们提供了一个纲要的参数化问题,是完整的新的复杂性类,包括相关的知识表示和推理,逻辑和组合学的问题。
2016-07-01 cs.CC cs.DS cs.LO
Deciding One to One property of Boolean maps: Condition and algorithm in terms of implicants
本文针对布尔映射可逆性判定问题,提出基于蕴含项的条件,并推广至一般映射,为二元域上的可逆性判定提供新途径。
2025-09-09 cs.CC cs.SC
Polynomial-time Tractable Problems over the $p$-adic Numbers
本文研究$p$-adic数和$p$-adic整数上基础问题的计算复杂度,解决了Guépin等人提出的$p=2$和$p=3$的开放问题,证明其在$p=3$时NP完全、$p=2$时属P类,并提出多项式时间算法处理相关约束问题。
2025-04-18 cs.CC math.LO
Is Causal Reasoning Harder than Probabilistic Reasoning?
本文证明因果概率语言的蕴含问题可稳健归约为纯概率问题,从而表明因果推理在计算复杂性上并不比概率推理更难,并解决了若干概率逻辑的复杂性开放问题。
2023-06-01 cs.CC cs.LO