「マトリックスの複雑さ」-それは可能ですか?


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古いCStheory.seの投稿閲覧しているときに、マトリックスの死亡率の問題に関する興味深いブログ投稿を見つけました。私が問題を誤って解釈していない限り、各マトリックス値の整数エントリを持つ3 x 3マトリックスの有限コレクションが与えられた場合、すべてのゼロで構成されるマトリックスに等しいこれらのマトリックスの有限積が存在するかどうかを決定する必要があります。

驚くべきことに、この問題はPostの対応問題からの削減により決定不可能です。私の質問は次のとおりです。問題の決定不能性と、チューリングマシンにリンクされている問題へのリンクを考えると、すべてのre言語、クラスP、およびクラスNPを特徴付ける方法が存在することを示すことができますか(例)行列を使用していますか?

私はこれについて少し作業をしましたが、私の信念が正しいかどうかを確認するためのトレーニングが不足しています。この問題を解決するには、読者側で少し作業が必要だと思います。

LaTeXを使用してSEで行列を書き込む方法はわかりませんが、NPを特徴付ける最初の試みは次のとおりです。

整数のエントリと整数を持つ3 x 3行列の有限集合がNPの「クエリ」として与えられた場合、追加の行列「構造」と見なします。ゼロのみで構成される行列に等しいからの行列の積が存在する場合、「クエリ」は「構造」を受け入れます。SkM|M|k+kS

ご覧のとおり、この試みは完全ではなく、証拠も含まれていますが、問題について最初に考えて、マトリックスの複雑さの概念を形式化するためのより洗練された試みができるかどうかを確認したいと思います。Faginによる記述の複雑さを使用したNPの特徴付けと同様に、これはマシンに依存しない方法でNPを特徴付けるために使用できるため、これは興味深いものです。


「マトリックス記述的複雑さ」という用語の使用法は、ここで記述的複雑度と関係がありますか?あなたは有限モデル理論を適用するのではなく、行列演算を使用して複雑さのクラスを表現しようとしているように思えます。その場合は、説明的な複雑さのタグを削除することができます。また、アイデアと記述的複雑さの違いや関係を明確にした場合にも役立ちます。
mdxn 2013

私は専門家ではありませんが、チューリングマシンから独立しているため、「記述的」な複雑さはそのままの名前で呼ばれていると思っていました。「記述的」は「論理的」または「有限モデル理論の使用」を意味するものではありません。複雑性クラスのマシンに依存しない代替特性の生成が記述的複雑性の目標であるため、記述的複雑性タグを追加しました。
フィリップホワイト

通常の英語の「記述的」は「論理/有限モデル理論を使用する」という意味ではありませんが、「記述的複雑さ」という専門用語はそれを意味します。
David Richerby 2013

OK。質問を変更します。
フィリップホワイト

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これは、調査することは興味深いことができ、効率「の死亡率・問題・マシン」、3×3の特定のセットが行列ということ、すなわち、A機インデックスのシーケンスが見つかっよう。乗算数は、計算を実行するために必要な「時間」とことができます。多項式時間の減速のみで入力任意のチューリングマシンをシミュレートできますか?(、いくつかの、ここでは上のの実行時間ですM1MkM1Mメートル=0メートルTバツメートル=Of|バツ|kkf|バツ|Tバツ
マルツィオデビアシ

回答:


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これはNPの特性ではありません。これはNP完全な問題です(とにかく、NP完全であると思います)。さて、もしそうなら、NPをマトリックス問題に還元可能な問題のクラスとして特徴付けることができますが、還元をどのように定義しますか?一部の既存の計算モデル(チューリングマシンなど)からの縮約を使用すると、自己破壊的になります。そのような特徴付けは、たとえば、NPを、たとえば、独立セットに還元可能な問題のクラスであると見なす上で、どのような利点がありますか?

また、「構造」行列は、行列式を除いて問題に関与しないため、単なる自然数ではなく、行列になる理由はありません。M

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