複雑さと計算階層にまたがる問題の均一な階層


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一様に変化し、複雑さと計算可能性の「興味深い」階層の1つに及ぶ一連の問題を誰かが知っていますか?興味深いことに、たとえば、多項式階層、算術階層、または分析階層を意味します。または多分(N)P、(N)EXP、2(N)EXP、

より具体的に:算術階層を特徴付ける一連の問題を指定できます:。しかし、これらは必ずしも実際の問題を減らすのに最も役立つとは限りません。0,0,0¯,0,0¯,

一方、Harel、Kozen、およびTiurynによる本には、NP、Π10\ Sigma ^ 0_2Σ20およびΣ11完全なさまざまなタイリング問題のセットがあります。問題は削減を示すのに役立ちますが、それらが属する階層の他のレベルをカバーするために一様に一般化するかどうかは完全に明確ではありません。

階層にまたがるそのような一連の具体的で均一な問題を知っている人はいますか?

編集:わかりやすくするために、私が上記で与えた3つの階層はすべて、量化子の強度を交互に変えることに関して標準的な定義を持っていることを知っています。それは私が探しているものではありません。グラフのゲームやタイリングで遊ぶパズルなど、何か別のものを探しています。


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グラフに基づく問題(到達可能性など)と論理に基づく問題(回路または1次式の評価)があります。PS:ラウンド数を指定したり、計算能力を制限したりして、2人のプレーヤー間でゲームをタイリングしてみましたか?ところで、「ユニフォーム」と「コンクリート」という言葉の意味を明確にすると役立つかもしれません。
Kaveh

はい、グラフまたは回路の問題があり、いくつかのレベルで完全な変動があります。しかし、階層のすべてのレベルで完全なアナログを見つけることができますか?ユニフォームとは、階層を上に行くために、いくつかのパラメータをあるユニフォームな方法で変更することを意味します。たとえば、Xの数を1つ増やします。Xは問題のパラメータです。具体的には、私は単に非公式にアクセス可能であることを意味します。停止問題の階層が特にアクセスしやすいとは考えていません。一方、SATやQBFなどはより具体的です。
Mark Reitblatt、2010年

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Kavehのコメントの継続:Berman-Hartmanis同型推論がPHの(またはすべての)レベルで失敗することを誰かが証明しない限り、そのような言語はTQBFに対してp同型である可能性があります。この場合、TQBFの再エンコードに過ぎないため、非常に薄い変装になります。つまり、異なるブールエンコードを使用して、定量化された命題式を書き留めました。
Joshua Grochow 2010

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@Mark:同型予想に対する直感がありません。元のBHペーパーは、それが真実かもしれないと示唆しました。ジョセフとヤングは、一方向関数がそれが偽であることを示す可能性があることを提案しました(基本的に:一方向関数をSATに適用して、おそらくSATに同型ではないNP完全なセットを取得します)。しかし、ロジャースはすべてを実現する相対化された世界を示しました4つの可能性について:一方向関数の存在と同型予想。そのため、現時点で本当にコンセンサスがあるかどうかはわかりません。これがロジャースの論文です。dx.doi.org.proxy.uchicago.edu
Joshua Grochow

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(John Rogersの論文はCCブログでの議論より約2年遅れているように見えますが、彼が最初に公開されたときとは対照的に、彼が結果を得た正確な履歴はわかりません。)
Joshua Grochow

回答:


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[コメントでのKavehの洞察に基づく構築] Berman-Hartmanis同型予想のPHアナログを反証せずに、数値化されたブール式とは大きく異なる問題のファミリーを誰かが思い付く可能性は低いようです。それがなければ、あなたが思いつくどんな問題もと同等であるだけでなく、実際には同形です。ここで2つの言語間の同型を定義する1つの方法は、単一の抽象言語を使用することですが、そのオブジェクト(この場合は、定量化されたブール式)を2つの異なるブールエンコーディングを使用してエンコードします。QBFk

一方、同型写像は、人々が証明を考え出すのに何が役立つかを判断するのに必ずしも良いとは限りません。結局のところ、算術階層では、Myhillの同型定理はBH同型予想の算術類似体を証明します(実際、これはBHがMyhillによって動機付けされて以来の歴史です)。しかし、質問が指摘するように、さまざまなレベルの「見た目が異なる」特性がいくつかあり、その一部は他のものより証明に有用です。

PHのすべてのレベルでこのような統一された言語のファミリを誰も思いつくことはなさそうですが、シェーファーとウマンスによる2つの調査(1つ2つ)は、最初のいくつかのQBFとは少なくとも「違って見える」自然の問題について議論していますPHのレベル。


BHへの素晴らしい接続。:)
Kaveh
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