私の質問の解釈は、それは相対化された世界の可能性について尋ねられるということです。相対化された世界でと仮定します。NP完全問題の時間の複雑さについて、自明ではないことを推測できますか?ベーカー・ギル・Solovay引数のショーは、我々は「力」指数時間を必要とするためにいくつかのNP問題をことができ、その上限問題に与えられたことは、本質的には最適です。P≠ NP
下限に関しては、いくつかの神託に関連する証拠、下にスケッチします。スケッチされた証明が正しいと仮定すると、よりも小さい関数にも適用できます。これは、質問で与えられた下限も本質的にきついことを示しています。2 O (log 2 n )NP= T I M E(2O (ログ2n ))2O (ログ2n )
証明スケッチ。2つのオラクルを構築します。最初のオラクルは完全な問題のように動作し 2オラクルはBaker-Gill-Solovay対角化を実装します。両方のオラクルを単一のオラクルにパックするのは簡単です。T I M E(2 O (log 2 n ))O1、O2T I M E( 2O (ログ2n ))
オラクルすべての対から構成ように、受け入れオラクルチューリングマシンである時間実行にへのアクセスを与えられた場合神託最大で長さの入力に制限された。(これは循環的な定義ではありません。) ⟨ M 、X ⟩ Mはxは2 2 √O1⟨ M、X ⟩MバツO1、O22√22ログ| x |√O1、O22ログ| x |√
oracleは、Baker–Gill–Solovayでoracleが定義されているのと同じ方法で定義されます。時間で動作する各クロック式Oracleチューリングマシンに対して、「そのまま」の長さ、ステップに対してでを実行し、サイズへの各クエリ、この入力がないことをマークします(他のクエリに対しては、入力がないことをマークします) 、既にあると決定していない限り)。へのクエリも同様に処理されます(への暗黙クエリとして) M T = 2 O (ログ2 Nの) nはM 1 N T O 2 N O 2 O 2 O 1 O 1、O 2、N O 2 2 √O2MT=2o(log2n )nM1nTO2nO2O2O1O1、O2より小さなサイズで、再帰的に処理されます); このようなクエリは、長さの文字列言及しないことを通知でので、。マシンが受け入れた場合、我々は長さの他のすべての文字列マークでそれ以外の場合は、我々は長さのいくつかの文字列を選んで、不足しているとして、とに入れ。nO2nO2nO22ログT√< nnO2nO2
クラスは、時間で実行されているすべてのプログラムで構成され、サイズに対するクエリを作成し。クラスはの形式です。ここでであるため、時間で実行され、サイズ Oracleクエリを
実行するすべてのプログラムのクラスに含まれ。後者はを使用して決定できるため、にれています。これは、 2 2 O (√PO1,O2O1、O22O(√22O(logn√)O1,O2NPO1、O2X↦∃| y| <NCφ(X、Y)φ∈PO1、O22NC2O( √2O(logn√)NPO1,O2x↦∃|y|<nCφ(x,y)φ∈PO1,O22nCTIME(2ログ2NC)O1、O2O1NPO1、O2⊆TIME(2O(ログ2N))O1、O22O(logn√)TIME(2log2nC)O1,O2O1NPO1,O2⊆TIME(2O(log2n))O1,O2。
もう一方の方向については、に長さ文字列が含まれるように、ごとにで構成される言語をとします。構築により、、明らかに。これは、ます。1 、N、N O 2 N O 2 L ∉ T I M E(2 O (ログ2 Nを))O 1、O 2 L ∈ N P O 1、O 2 N P O 1、O 2 = T I M E(2 O (log 2 n ))O 1L1nnO2nO2L∉TIME(2o(log2n))O1,O2L∈NPO1,O2NPO1,O2=TIME(2O(log2n))O1,O2