On NP-completeness of the cell formation problem
在本文中,我们提供了一个证明的NP完全性的CFP问题的分数分组功效目标。为此,我们首先考虑CFP的线性目标最小化的例外和空隙的总数。遵循Pinheiro等人的想法。(2016)我们证明了它等价于Bicluster Graph Editing Problem(BGEP),BGEP是NP完全的(Amit,2004)。然后,我们建议减少CFP问题的线性目标函数的CFP与分组功效目标。
2019-01-09 cs.CC
XNLP-completeness for Parameterized Problems on Graphs with a Linear Structure
在本文中,我们展示了类XNLP作为一个自然的地方,许多困难的问题参数化的线性宽度措施。这加强了这些问题的现有$W[1]$ -硬度证明,因为XNLP-硬度意味着所有$t$的$W[t]$ -硬度。它还表明,通过Pilipczuk和Wrochna的猜想[ToCT 2018],任何用于此类问题的XP算法都可能需要XP空间。特别是,我们展示了XNLP-完备性的路径宽度,线性cnum-width,和线性最小宽度参数化的自然问题。我们考虑的问题是独立集、控制集、奇圈transmitting、($q$ -)着色、最大割、最大正则诱导子图、反馈顶点集、容量限制(红-蓝)支配集和二部带宽。
2022-07-13 cs.CC
Algorithms and Complexity for Computing Nash Equilibria in Adversarial Team Games
本文证明对抗性团队博弈中计算纳什均衡属于CLS类,并利用线性规划对偶性将近似平稳策略扩展为近似纳什均衡,确立CLS完备性。
2025-09-24 cs.CC cs.DS cs.GT
XALP-completeness of Parameterized Problems on Planar Graphs
本文研究平面图上多个参数化问题的复杂性,证明其在外平面性、树宽或路径宽参数下的 XALP/XNLP 完全性,强化了已有结果。
2025-01-08 cs.CC
NP-Completeness of Multicast Beamforming in Wireless Communication
本文证明实数信道矩阵与波束成形器下多播波束成形的判定问题是NP完全的,并通过SAT/SMT求解器仿真揭示其计算复杂度。
2025-08-17 cs.CC
NP-completeness of the Active Time Scheduling Problem
本文研究了主动时间调度问题。给定n个加工时间为整数的工件,每个工件都有一个整数的发布时间和截止日期。其目标是调度一台机器上的所有作业,使其能同时处理b个作业,并且使机器处于活动状态的时隙数最少。主动时间调度模型是Chang等人在节能调度的背景下提出的。令人惊讶的是,尽管发展了一些常数因子近似算法的问题,这个基本问题的复杂性仍然是开放的。在本文中,我们解决了这个开放的问题,并表明,主动时间调度问题确实是NP完全的。
2021-12-06 cs.CC
Completeness Results for Parameterized Space Classes
一旦证明问题位于FPT中或对于W层次结构或类似参数化层次结构中的类是完整的,则该问题的参数化复杂性被认为是“已解决”的。然而,一些自然参数化的问题,抵制这样的分类。至少在某些情况下,原因是最近获得了参数化空间复杂度的上界和下界,这排除了参数化时间类的完整性结果。在本文中,我们在这方面取得了进展,证明了结合生成性问题和最长公共子序列问题是完全的参数化空间类。这些类定义在不同形式的有界非决定论和同时的时间-空间界限。作为一种技术工具,我们引入了一个“联盟操作”,经典的复杂性类和W-类之间的问题完成转换。
2013-08-13 cs.CC
The Complexity of Symmetric Bimatrix Games with Common Payoffs
本文研究共同收益对称双矩阵博弈中对称 Nash 均衡的计算复杂性,证明其为 CLS 完全,并给出单纯形上二次规划 KKT 点计算的 CLS 困难性。
2025-07-24 cs.CC cs.GT
On the NP-Completeness of Some Graph Cluster Measures
图聚类是识别给定图中稀疏连接的稠密子图(簇)的问题。提出的聚类算法通常会优化各种适应度函数,这些适应度函数用于衡量图中聚类的质量。这种集群措施的例子包括电导率,局部和相对密度,和单簇编辑。我们证明了与优化任务相关联的决策问题,找到最佳的集群,这些健身措施是NP-完全的。
2005-06-29 cs.CC
PSPACE-completeness of Pulling Blocks to Reach a Goal
本文证明了拉动方块到达目标问题中除一个外均为PSPACE-完全,剩余问题Pull?-1FG为NP-困难,并给出了基于参数化(拉动可选性、方块数量、固定方块、重力)的复杂度分类。
2022-02-25 cs.CC
Parameterized-NL Completeness of Combinatorial Problems by Short Logarithmic-Space Reductions and Immediate Consequences of the Linear Space Hypothesis
空间有限的可计算性的概念在处理存储器有限的计算设备上的大量数据集已经变得非常重要。为了补充现有的短列表NL-完全问题的实例大小是由日志空间大小参数,我们提出了新的补充直接从自然参数化的三个典型的NP-完全问题-顶点覆盖问题,精确覆盖3-集问题,和3维匹配问题。通过对实例进行适当的限制,证明了所提出的决策问题在计算复杂性上等价于参数化$3$ -有界2CNF布尔公式可满足性问题或参数化度- $3$有向$s$- $t$连通性问题.此外,在线性空间假设的前提下,如果存储器的使用被限制在次线性空间,则所提出的问题都不能在多项式时间内被解决。
2022-06-21 cs.CC
On the GI-Completeness of a Sorting Networks Isomorphism
子项集同构问题是非常重要的,在文献中描述了很好的实用解决方案。然而,BZ(Bundala and Zavodny)子项集同构问题的计算复杂性分析和分类是目前的一个公开问题。在本文中,我们证明了检查两个排序网络是否彼此BZ同构是GI-完全的;一般的GI(图同构)问题已知是NP和LWPP中的,但广泛认为既不是P也不是NP-完全的;最近的研究表明该问题是QP中的。此外,我们将BZ排序网络同构问题描述为项集上的一般同构问题-因为每个排序网络都由Bundala和Zavodny表示为项集。本文提出的复杂性分类应用排序网络,以及一般的项集同构问题。我们的工作的主要结果是,目前没有多项式时间算法存在解决BZ排序网络子项集同构问题,但CM(Choi和Moon)排序网络同构问题可以有效地解决在多项式时间。
2016-01-19 cs.CC
On a variant of Monotone NAE-3SAT and the Triangle-Free Cut problem
在本文中,我们定义了一个限制版本的单调NAE-3SAT,并表明它仍然是NP完全的,即使在该限制。我们希望这个结果将是有用的证明NP-完全性结果的问题$k$ -列图($k \ge 5$)。证明了三角形自由割问题的NP完全性。
2010-03-29 cs.CC
End of Potential Line
我们介绍了EndOfPotentialLine问题和相应的复杂性类EOPL的所有问题,可以减少到它在多项式时间。这个类捕获的问题,承认一个单一的组合证明他们的联合成员资格的复杂性类PPAD的不动点问题和PLS的局部搜索问题。EOPL是一个组合定义的替代类CLS(连续局部搜索),这是引入的目标,捕获的复杂性,一些众所周知的问题,在PPAD $\cap$ PLS抵制,在某些情况下,几十年来,试图把他们在多项式时间。其中两个是收缩,找到收缩映射的不动点的问题,以及P-LCP,解决P-矩阵线性互补问题的问题。我们表明,EndOfPotentialLine是在CLS通过一个双向减少EndOfMeteredLine。后者是在中定义的,用于显示CLS的查询和加密下限。我们的两个主要结果表明,PL-收缩(分段线性收缩)和P-LCP都在EOPL中。我们的减少意味着PL-收缩和P-LCP的承诺版本在承诺类UniqueEOPL中,这对应于单个潜在线的情况。这也表明,简单随机,贴现,平均支付,平价游戏是EOPL。使用我们的减少PL-收缩的见解,我们得到了第一个多项式时间算法,用于在固定的尺寸为任何$\ell_p$规范,在以前这样的算法只知道的$\ell_2$和$\ell_\infty$规范的收缩映射的不动点。我们从P-LCP到EndOfPotentialLine的简化允许应用Aldous技术,这反过来又给…
2018-04-18 cs.CC cs.GT
A theory of NP-completeness and ill-conditioning for approximate real computations
我们发展了一个近似真实计算的复杂性理论。我们首先提出一个精确计算的理论,但带有条件数。输入大小取决于一个条件数,该条件数假定机器不知道。该理论承认确定性和非确定性多项式时间可识别的问题。我们证明了P在这个理论中不是NP当且仅当P在实数上的BSS理论中不是NP。然后,我们开发了一个理论与弱和强近似计算。该理论旨在模拟通常在浮点运算中执行的实际数值计算。它允许类P和NP,也是NP完全问题。我们将这个新理论中的P vs NP问题与经典的P vs NP问题联系起来。
2019-01-17 cs.CC
A Study of NP-Completeness and Undecidable Word Problems in Semigroups
Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院)
本文研究了半群中NP完全性和不可判定词问题的关系,通过结合计算复杂性和代数不可判定性,揭示了算法解决方案的极限。
2025-10-31 cs.CC
Further Collapses in TFNP
我们展示了$\textsf{EOPL}=\textsf{PLS}\cap\textsf{PPAD}$。在这里,类$\textsf{EOPL}$由所有总搜索问题组成,这些总搜索问题可以简化为电位线末端问题,该问题在Hubacek和Yogev(SICOMP 2020)和Fearnley等人的作品中引入。特别是,我们的结果产生了Fearnley等人(STOC 2021)的突破性坍缩$\textsf{CLS}=\textsf{PLS}\cap\textsf{PPAD}$的新的更简单的证明。我们还证明了一个同伴的结果$\textsf{SOPL}=\textsf{PLS}\cap\textsf{PPADS}$,其中$\textsf{SOPL}$是与潜在的线汇问题的类。
2022-05-20 cs.CC
On Exponential-Time Completeness of the Circularity Problem for Attribute Grammars
属性文法是定义程序设计语言语义的一种形式化技术。已有的关于代数循环性问题的复杂性证明都是基于自动机理论的,如写下推接受器和交替图灵机。他们将上述自动机的接受问题,即指数时间(EXPTIME)完全的问题,简化为AG循环问题。因此,这些证明表明循环问题是EXPTIME困难的,至少和EXPTIME中最困难的问题一样困难。然而,没有人给出了一个证明的EXPTIME-完全的问题。本文首先提出了一种求解圆问题的交替式图灵机。交替图灵机需要多项式空间。因此,循环性问题是EXPTIME中的,并且是EXPTIME完全的。
2000-10-10 cs.CC cs.PL
NP-completeness of Certain Sub-classes of the Syndrome Decoding Problem
伴随式译码问题在1978年被证明是NP-完全的,从那时起,许多密码学应用的安全性依赖于解决伴随式译码问题的某些实例的(可证明的)困难性,然而,在大多数情况下,要解决的实例遵循一些特定的约束:目标权重是码的维数和长度的函数。在这些情况下,综合征解码问题仍然是NP完全的吗?这就是本文要回答的问题。
2009-12-02 cs.CC cs.CR
Graph isomorphism completeness for trapezoid graphs
梯形图的图同构问题的复杂性已经公开了十多年。本文证明了该问题是GI-完全的。更确切地说,我们证明了图同构问题是GI-完全的可比图的偏序集的区间维数为2和高度为3。与此相反,已知的问题是可解决的多项式时间的可比性图的偏序集的区间维数最多为2和高度最多为2。
2015-03-24 cs.CC cs.DM
Generic case completeness
本文引入了一般(强一般)NP-完全问题的概念,并证明了随机有界的停机问题是强一般NP-完全的。
2016-05-13 cs.CC cs.LO math.GR
Fine-Grained Completeness for Optimization in P
我们开始研究细粒度的完整性定理的精确和近似优化的多项式时间制度。受P中决策问题的第一个完全性结果的启发,(Gao,Impagliazzo,Kolokolova,Williams,TALG 2019)以及NP优化问题的经典类MaxSNP和MaxSNP-完备性(Papadimitriou,Yannakakis,JCSS 1991),我们定义了多项式时间类似物MaxSP和MinSP,它们包含P中的许多自然优化问题,包括最大内积,最近邻搜索的一般形式和$k$ -XOR问题的优化变体。具体来说,我们定义MaxSP作为一类问题定义为$\max_{x_1,\dots,x_k} \#\{ (y_1,\dots,y_\ell) : ϕ(x_1,\dots,x_k, y_1,\dots,y_\ell) \}$,其中$ϕ$是一个量化器自由的一阶属性在一个给定的关系结构(与MinSP类似定义)。在$m$大小的结构上,我们可以在$O(m^{k+\ell-1})$中及时解决每个这样的问题.我们的结果是:- 我们确定最大/最小内积问题(的稀疏变体)在 * 确定性 * 细粒度约简下是完整的:最大/最小内积的强次二次算法将通过多项式因子击败$O(m^{k+\ell-1})$的基线运行时间。- 这种完整性转移到近似:最大/最小内积也是完整的,在这个意义上,一个强次二次$c$ -近似将给出一个$(c+\varepsil…
2021-07-04 cs.CC cs.DS
Duality Gap, Computational Complexity and NP Completeness: A Survey
我们调查研究的计算复杂性的最优化问题的一方面,和之间的原始和对偶最优化问题的另一方面的对偶差距之间的连接。据我们所知,这是第一次将这两个非常重要的领域联系起来的调查。我们进一步研究与复杂性和优化有关的有限模型论中的类似现象。
2011-11-15 cs.CC math.OC
A Survey of PPAD-Completeness for Computing Nash Equilibria
PPAD是指一类计算问题,由于特定的组合原理,其解保证存在。最著名的这类问题是计算一个博弈的纳什均衡。其他例子包括寻求市场均衡,以及在切蛋糕的背景下无嫉妒的分配。如果一个问题属于PPAD,并且可以被证明构成该类中最难的计算挑战之一,则该问题对于PPAD来说是完整的。在本文中,我给出了一个相对非正式的概述中使用的PPAD-完备性结果的证明。重点是混合纳什均衡保证存在的纳什定理。我还概述了最近的一些工作,使用这些想法来显示PSPACE的完整性计算同伦方法发现的特定平衡。对寻求市场均衡的相关问题作了简要介绍。
2011-03-16 cs.CC cs.GT
Computational Complexity of the $α$-Ham-Sandwich Problem
经典的Ham-Sandwich定理指出,对于$\mathbb{R}^d$中的任何$d$可测集,存在一个同时平分它们的超平面。Bárány,Hubard和Jerónimo [DCG 2008]的扩展指出,如果集合是凸的并且是\emph{well-separated},则对于任何给定的$α_1, \dots, α_d \in [0, 1]$,存在唯一的定向超平面,该超平面从每个集合中截断相应的分数$α_1, \dots, α_d$。Steiger和Zhao [DCG 2010]证明了这个定理的离散模拟,我们称之为\emph{$α$-Ham-Sandwich theorem}。他们给出了一个在时间上找到超平面的算法$O(n (\log n)^{d-3})$,其中$n$是输入点的总数。这个搜索问题在高维中的计算复杂性是开放的,与Ham-Sandwich问题的复杂性完全不同,Ham-Sandwich问题现在已知是PPA完全的(Filos-Ratsikas和Goldberg [STOC 2019])。最近,Fearley,Gordon,Mehta和Savani [ICALP 2019]引入了CLS(连续本地搜索)的一个新子类,称为\emph{Unique End-of-Potential Line}(UEOPL)。这个类捕获CLS中具有独特解决方案的问题。证明了对于$α$-Ham-Sandwi…
2020-03-20 cs.CC cs.CG
Completeness in the Polynomial Hierarchy and PSPACE for many natural problems derived from NP
RWTH Aachen University(亚琛工业大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);IT University of Copenhagen(哥本哈根信息技术大学)
本文提出了一种通用框架,证明了源自NP的多级优化问题在多项式层次和PSPACE中的完备性,并展示了其在多级扩展中的计算复杂性特征。
2026-02-12 cs.CC math.CO
EXPSPACE-Completeness of the Logics K4xS5 and S4xS5 and the Logic of Subset Spaces, Part 1: ESPACE-Algorithms
已知乘积逻辑K_4xS_5和S_4xS_5以及子集空间的逻辑SSL的可满足性问题都在N_2EXPTIME中。我们提出ESPACE算法,这些问题的复杂性,提高了这个上限。在另一篇论文中,我们证明了这些问题是EXPSPACE-困难的。这表明这三个问题都是EXPSPACE完备的。
2019-08-09 cs.CC cs.LO math.LO
Completeness in Polylogarithmic Time and Space
复杂性理论可以被看作是对计算和应用之间关系的研究,将前者理解为复杂性类,后者理解为问题。完整性结果显然是这一观点的核心。当前应用程序产生的许多自然算法具有多对数时间(PolylogTime)或空间复杂度(PolylogSpace)。然而,经典的卡普完全问题概念并不能很好地处理这些复杂性类。众所周知,多对数空间在对数空间多1约简下不存在完全问题。在本文中,我们显示了类似的结果,确定性和非确定性的PolylogTime以及其他级别的polylogarithmic时间层次。我们通过遵循不同的策略来实现这一点,该策略基于证明每个类内部存在适当的问题层次。然后,我们开发了另一种概念的完整性的启发一致性的概念,从电路复杂性,并证明了一个(一致)完整的问题的存在下,这个新的概念。由于这一结果,我们得到的完整的问题仍然可以发挥重要作用,在研究之间的相互关系polylogarithmic和其他经典的复杂性类。
2020-09-08 cs.CC cs.LO
A W[1]-Completeness Result for Generalized Permutation Pattern Matching
NP完全置换模式匹配问题是关于一个置换P(模式)是否可以匹配到一个置换T(文本)。匹配是P到T的保序嵌入。在广义置换模式匹配问题中,可以另外强制模式中的某些相邻元素必须映射到文本中的相邻元素。本文研究了这一更一般问题的参数化复杂性。我们证明了W[1]-完备性关于模式P的长度。在标准复杂性理论假设下,这意味着对于任何仅依赖于P的参数,都不能找到固定参数的易处理算法。
2013-01-14 cs.CC math.CO
EXPSPACE-Completeness of the Logics K4xS5 and S4xS5 and the Logic of Subset Spaces, Part 2: EXPSPACE-Hardness
已知乘积逻辑K4 xS 5和S4 xS 5的可满足性问题是NEXPTIME-困难的,子集空间的逻辑SSL的可满足性问题是PSPACE-困难的。我们提高这些问题的复杂性的下限,表明这三个问题是EXPSPACE-硬下的对数空间减少。在另一篇论文中,我们表明,这些问题是在ESPACE。这表明这三个问题都是EXPSPACE完备的。
2019-08-09 cs.CC cs.LO math.LO
The Complexity of Finding Local Optima in Contrastive Learning
University of California, Irvine(加州大学 Irvine 分校);University of California, Santa Cruz(加州大学 Santa Cruz 分校);Archimedes AI
本文证明在离散和连续对比学习问题中寻找局部最优解分别是PLS困难与CLS困难的,并指出局部搜索算法在最坏情况下可能需要指数时间,即使嵌入维度为1。
2025-09-21 cs.CC cs.LG math.OC
PPP-Completeness and Extremal Combinatorics
组合学中的许多经典定理建立了在足够大的对象集合中子结构的出现。著名的例子是Ramsey关于单色子图的定理和Erdens-Rado向日葵引理。相应的总搜索问题的隐式版本是已知的PWPP困难的;这里的“隐式”意味着集合由一个多尺寸的电路表示,该电路引起指数数量的对象。我们表明,其他几个著名的极值组合学定理-包括Erdens-Ko-Rado,Sperner和Cayley的公式-产生完整的问题,PWPP和PPP。这与Ramsey和Erdens-Rado问题形成鲜明对比,在PWPP中建立包容性仍然是难以捉摸的。除了显着扩大的问题,是完整的PWPP和PPP的集合,我们的工作确定了一些关键属性的组合证明的存在,可以引起这些类的完整性。我们的完整性结果依赖于高效的编码,找到碰撞允许提取所需的子结构。这些编码是由手头问题的边界的紧密性(比拉姆齐定理和向日葵引理更紧密)所实现的。以前的技术证明界限TFNP总是利用结构化算法。这种算法是不知道存在的定理考虑在这项工作中,因为他们的证明“从书”是非建设性的。
2022-09-11 cs.CC math.CO
NP-Completeness and Inapproximability of the Virtual Network Embedding Problem and Its Variants
云中的许多资源分配问题可以被描述为基本的虚拟网络嵌入问题(VNEP):找到请求图(描述工作负载)到底层图(描述物理基础设施)的映射的问题。应用范围从映射测试床(从问题起源的地方),到嵌入批处理工作负载(虚拟集群),再到嵌入服务功能链。不同的应用程序都有自己的特定要求和约束,包括节点映射约束、路由策略和延迟约束。虽然VNEP在过去几年中得到了深入的研究,但复杂性结果仅针对特定模型,我们对其硬度缺乏全面的了解。本文图表的复杂性景观的VNEP提供了一个系统的分析,广泛的VNEP变体的硬度,使用一个统一的和严格的证明框架。特别是,我们发现,找到一个可行的嵌入的问题是NP-完全的一般,因此,VNEP不能近似在任何目标下,除非P=NP持有。重要的是,我们推导出NP-完全性结果也用于寻找近似嵌入,这可能违反,例如,受某些因素的制约。最后,我们证明了我们的结果仍然适用时,限制平面或度有界图的请求图。
2018-03-28 cs.CC cs.NI
On Strong NP-Completeness of Rational Problems
University of Liverpool(利物浦大学)
在所有权值和利润均为整数的情况下,对划分问题、0 -1子集和问题、无界子集和问题、0-1背包问题和无界背包问题及其多个变形的计算复杂性进行了研究。我们在这里重新检查的计算复杂性的所有这些问题的设置中的权重和利润是允许的任何有理数。我们表明,所有这些问题在这种设置成为强NP-完全,因此,没有伪多项式算法可以解决它们,除非P=NP。尽管这个结果,我们表明,他们仍然承认一个完全多项式时间近似计划。
2018-02-26 cs.AI cs.CC cs.DM
On the completeness of several fortification-interdiction games in the Polynomial Hierarchy
Università degli Studi di Milano(米兰大学);Université de Montréal(蒙特利尔大学);Università degli Studi di Torino(都灵大学)
本文研究了多项式层次中几种加固-干扰博弈的完备性,证明了多个问题在该层次中的完备性,为进一步研究保护-干扰博弈的完备性提供了基础。
2026-09-16 cs.CC cs.GT math.OC
On Completeness of Cost Metrics and Meta-Search Algorithms in $-Calculus
本文受NP完全类启发,为不可判定问题定义U-完全、D-完全和H-完全三个新复杂性类,并证明超图灵模型$-演算能接受任意语言,同时研究其代价度量完备性与元搜索算法。
2023-03-03 cs.CC cs.LO
PPP-Completeness with Connections to Cryptography
多项式鸽子洞原理(Polynomial Pigeonhole Principle,PPP)是TFNP的一个重要子类,与基本密码原语的复杂性有着深刻的联系:抗冲突哈希函数和单向排列。与TFNP的大多数其他子类相比,PPP没有完整的问题。我们的工作确定了第一个PPP完全问题,没有任何电路或图灵机明确给出的输入,因此,我们回答了一个长期悬而未决的问题[Papadimitriou 1994]。具体来说,我们表明,约束SIS(cSIS),一个广义的版本,著名的短解问题(SIS)从基于格的密码学,是PPP完全的。为了给我们的约束SIS减少背后的直觉,我们确定了另一个PPP完全问题的输入电路,但密切相关的格问题。我们把这个问题称为BLICHFELDT,它是与格理论中的Blichfeldt基本定理相关的计算问题。基于PPP与抗碰撞哈希函数的内在联系,我们使用我们的完整性结果来构建第一个自然哈希函数族,该函数族在最坏情况下捕获所有抗碰撞哈希函数的硬度,即在最坏情况下它是自然和通用的。我们的散列函数家族与SIS非常相似,这使我们得到了第一个候选的抗碰撞散列函数,它在平均情况下既自然又通用。最后,我们的研究结果丰富了我们对PPP,格问题和其他具体的密码学假设,如一般群上的离散对数问题之间的联系的理解。
2018-08-20 cs.CC cs.CR
NP-Completeness of deciding the feasibility of Linear Equations over binary-variables with coefficients and constants that are 0, 1, or -1
在多项式时间和顺序处理中,我们将NP完全问题转换为确定给定线性方程组S的可行性的问题,该线性方程组的常数和二进制变量的系数为0,1或-1。S是可行的,当且仅当NP完全问题有可行解。我们显示单独的多项式时间转换到S,从SUBSET-SUM和3-SAT问题,这两个都是NP完全的。S中的方程和变量的数量由NP完全问题的大小的多项式函数限定,表明决定S的可行性是强NP完全的。我们还展示了如何应用用于SUBSET-SUM问题的方法来决定非线性规划的可行性,因为它涉及到减少变量的系数幅度到其初始值的对数,虽然变量和方程的数量增加。
2012-10-20 cs.CC cs.DM
Stronger Methods of Making Quantum Interactive Proofs Perfectly Complete
本文提出了在量子交互证明中实现完美完整性的更强方法。首先,证明了QMA中的任何问题都有一个具有常数可靠性误差的完全完备的双消息量子交互证明系统,其中验证者只需发送常数个EPR对的一半。这特别意味着QMA类必然包含在具有完美完备性的双消息量子交互证明的问题类QIP_1(2)中,这给出了QMA在量子交互证明方面的第一个非平凡上界。证明了任何具有$m$ -消息量子交互证明系统的问题必然具有完美完备的$(m+1)$ -消息量子交互证明系统。这改进了之前Kitaev和Watrous的结果,其中如果不使用并行化结果,则所得到的完美完整性系统需要$m+2$消息。
2013-05-17 cs.CC quant-ph
Computational complexity of the homology problem with orientable filtration: MA-completeness
本文通过引入“一致可定向过滤”概念,证明了单纯复形上同调问题的MA完备性,并设计了高阶随机游走及归约装置,首次将拓扑、持续同调与量子计算结合,给出自然MA完备问题。
2025-10-08 cs.CC math.AT quant-ph
NP-Completeness of the Combinatorial Distance Matrix Realisation Problem
本文研究$k$-CombDMR问题,证明$k=1$、$k=2$时可通过求解2-SAT实例在多项式时间内求解,$k\geq3$时为NP完全问题,还讨论了距离矩阵树可实现性的多项式时间问题。
2024-06-20 cs.CC cs.DM cs.DS
Completeness for the Complexity Class $\forall \exists \mathbb{R}$ and Area-Universality
复杂性类$\exists \mathbb{R}$表现出纯几何问题和实代数之间的深刻联系,在几何问题的研究中起着至关重要的作用。有时候,$\exists \mathbb{R}$被称为NP的"真正类似物"。NP是一类处理存在性量化布尔变量的计算问题,而$\exists \mathbb{R}$处理存在性量化实变量。与著名的多项式层次中的$Π_2^p$和$Σ_2^p$类似,我们研究了具有实变量的复杂性类$\forall \exists \mathbb{R}$和$\exists \forall \mathbb{R}$。我们的主要兴趣是区域的普遍性问题,在这里我们给出了一个平面图$G$,并询问是否为每个分配的区域内面的$G$,存在一个直线绘制的$G$实现指定的区域。我们猜想面积普适性是$\forall \exists \mathbb{R}$-完全的,并通过证明面积普适性的两个变体的$\exists \mathbb{R}$-和$\forall \exists \mathbb{R}$-完全性来支持这一猜想.为此,我们引入工具来证明$\forall \exists \mathbb{R}$-硬度和成员资格。最后,我们提出的几何问题作为候选人的$\forall \exists \mathbb{R}$-完全问题。这些问题与不精确性、鲁棒性和可扩展性的概念有关。
2021-11-11 cs.CC cs.CG cs.DM
Completeness Theorems for k-SUM and Geometric Friends: Deciding Fragments of Integer Linear Arithmetic
在过去的三十年里,$k$ -SUM假说已经成为各种算法问题长期存在的时间障碍的令人满意的解释。然而,直到今天,文献只知道很少的证明结果的反驳这一假设。以描述性的复杂性的观点,我们问:什么是最大的逻辑定义类的问题\emph{captured}的$k$ -SUM问题?为此,我们介绍了一类$\mathsf{FOP}_{\mathbb{Z}}$的问题,相应的决定在Presburger算术/线性整数算术有限整数子集的句子。我们建立了两个大片段的$k$ -SUM问题是细粒度减少下完成:1。$k$ -SUM问题是判定含有$k$存在量词的句子的完全问题。2. $3$ -SUM问题对于$\mathsf{FOP}_{\mathbb{Z}}$的所有$3$ -量词语句都是完备的,最多可以用$3$线性不等式表示.具体地,用于$k$-SUM的快于$n^{\lceil k/2 \rceil \pm o(1)}$算法(或分别用于$3$-SUM的快于$n^{2 \pm o(1)}$算法)直接转换为用于相应片段中的\emph{all}语句的通用算法的多项式加速比。观察一个障碍,证明完整性$3$ -SUM为整个类$\mathsf{FOP}_{\mathbb{Z}}$,我们转向的问题,其他-似乎更一般-问题是完整的$\mathsf{FOP}_{\mathbb{Z}}$。在这个方向上,我们建立了$\mathbb{Z}^d$…
2025-02-07 cs.CC cs.CG cs.LO
NP-completeness of Tiling Finite Simply Connected Regions with a Fixed Set of Wang Tiles
该研究证明用23个Wang瓦片的固定集平铺有限单连通区域是NP完全问题,还推导出111个矩形的对应问题为NP完全,减少了所需瓦片数,改进了前人结果。
2024-09-18 cs.CC math.CO math.MG