Quais são os problemas completos do pseudo-polinômio PSPACE conhecidos?


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você pode fornecer uma referência ou dar exemplos particulares de problemas completos do PSPACE que são solucionáveis ​​em tempo pseudo-polinomial?

Notas adicionais:

Definição de tempo pseudo-polinomial: http://en.wikipedia.org/wiki/Pseudo-polynomial_time

Em resposta a alguns comentários mencionados anteriormente. Perguntei anteriormente se havia algum problema PSPACE-complete que tivesse um FPTAS. A resposta surpreendente foi SIM!

Existe um determinado problema completo do PSPACE que possui um algoritmo FPTAS?

Esta é, portanto, uma pergunta de acompanhamento.

(Observe que a conjectura EXP se aplica à classe de complexidade NP, ainda existem problemas completos de NP que são solucionáveis ​​em tempo psuedo-polinomial!)

Adendo ... Sasho Nikolov perguntou sobre o FPT e o Pspace. Eu sei que existem problemas de FPT que são Pspace, Exp, Exp Space completos, etc ... Infelizmente não tenho referências ... Corrigirei quando me lembro

Obrigado!!!

Zelah


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a hipótese do tempo exponencial sugere que tais problemas podem ser difíceis de encontrar, mas eu não sou um especialista.
Artem Kaznatcheev

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O que você quer dizer com problema de ser pseudopolinomial? Votei em encerrar a questão como fora do tópico, assumindo que você quis dizer um problema completo do PSPACE que pode ser resolvido em tempo pseudopolinomial (esse problema obviamente não existe se PSPACE⊈DTIME [2 ^ (polylog n)], que é um muito mais fraca do que a hipótese do tempo exponencial). Se minha suposição não estiver correta, posso (virtualmente) retomar meu voto próximo.
Tsuyoshi Ito

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@Tsuyoshi, @Artem: Vocês estão confundindo pseudo-polinômio com quase-polinômio?
Robin Kothari

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@Robin: Sim, eu estava confundindo pseudo-polinômio com quase-polinômio. Obrigado por apontar isso.
Tsuyoshi Ito

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@Robin: Eu também estava mal!
Artem Kaznatcheev

Respostas:


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Considere Subconjunto de soma. Uma redução padrão de 3-SAT produz uma instância com valores , em que se houver um subconjunto com a soma de destino, esse conjunto conterá exatamente um de x 2 i , x 2 i + 1 para cada i . Além disso, escolher x 2 i corresponde a definir a i- variável na instância 3-SAT como true e escolher x 2 i + 1x0,,x2n+1x2i,x2i+1ix2iix2i+1corresponde a defini-lo como falso. É possível utilizar esta mesma redução para reduzir de quantificada 3-SAT para resultar em uma versão quantificada PSPACE-completa da soma subconjunto, , onde y i é igual à diferença entre x 2 i ou x 2 i + 1 .y0y1iyi=kyix2ix2i+1

Você pode usar o mesmo algoritmo de tempo pseudo-polinomial para soma de subconjuntos nesta versão quantificada com algumas pequenas modificações. Nós simplesmente preencher uma tabela de todas as quantias tal que Q i y i Q i + 1 y i + 1Q n y n Σ n j = i y j = k (em que cada Q j é ou ou ). Esta tabela possui apenas tamanho polinomial se todos os valores estiverem delimitados polinomialmente, e não é difícil ver como preenchê-lo para ikQiyiQi+1yi+1Qnynj=inyj=kQj dados os valores para i - basta adicionar x 2 ( i - 1 ) e x 2 i - 1 a todos os valores para i , e tomar a união ou interseção desses conjuntos (para osquantificadores e , respectivamente).i1ix2(i1)x2i1i


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Isso não é apenas uma questão de interpretação? Vamos ser uma codificação de uma instância de QBF. Podemos interpretar w = 1 x como um número. Se w é dado em binário, esse problema é essencialmente QBF. Se conseguirmos w em unário, então temos tempo suficiente para simular a máquina PSPACE para QBF. (Talvez seja necessário preencher com um número polinomial de bits, por exemplo, w = 10 ... 01 x .)x{0,1}w=1xwww=10...01x

Até funciona para EXP.


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Mas o pseudopolinômio não significa que o tempo de execução é polinomial no tamanho dos pesos (em vez do tamanho da descrição dos pesos), que é o mesmo que o tamanho da descrição se os pesos são dados em unário?
5501

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@ 5501 O que quero dizer é que a prova de que o QBF está completo no PSPACE não funcionará mais se a entrada do QBF for fornecida de forma unária.
Marc Bury

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@ Marc Gille Obviamente, o problema é aquele com as entradas dadas em binário. Isso é completo no PSPACE. E um algoritmo de tempo pseudopolinomial é um algoritmo que roda em tempo polinomial se os pesos são dados em unário. Se você tiver uma instância do Knapsack com pesos unários, a prova de completude do NP também não funcionará. Em resumo: completude = pesos dados no algoritmo binário, pseudopolinomial = pesos em unário.
5501

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P

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Obviamente, o problema é artificial. Mas a resposta para a pergunta anterior também era artificial. Por outro lado: "O que é uma boa definição de natural?". O livro de Papadimitriou, Computational Complexity, apge 216, é bastante interessante.
5501

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Meu exemplo favorito (devido a Grzegorczyk):

G2x+y,xy,(x,y)xyx˙yy>x

G2G2

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