理論計算機科学

理論計算機科学者および関連分野の研究者のためのQ&A

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2つのSO-Hornクエリをテストして、等価性を判断できますか?
ライスの定理から、2つのチューリングマシンが同じ言語を決定するかどうかを判断できないことがわかります。私の質問は次のとおりです。これは、特に複雑な設定にも当てはまりますか?SO-Hornクエリのペアをテストして、同じ言語を記述しているかどうかを確認する場合は特にそうですか?ライスの定理の記述的な複雑さのバージョンについては知りません。また、2つの2次の式の等価性をテストすることはそれほど難しいことではないかもしれません。

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アドバイスの量が異なるクラスの分離?
時間階層定理は、たとえば、チューリングマシンではconst * n ^ 2よりも短い時間で解決できない問題がPにあることを示します。しかし、チューリングマシンにいくつかのアドバイスを与えると、すべての賭けはオフになります。線形サイズの回路でさえ、すべてのPSPACEを解決できないことをまだ示すことはできません。それでは、両方にアドバイスがある2つの異なるクラスを比較するとどうなるでしょうか。たとえば、対数アドバイスを含む多項式空間を、線形アドバイスを含む線形時間から分離できますか?これは単なる問題の例です。これらの線に沿ってどのような一般的な結果があるのでしょうか。

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三項アルファベットに対する2の累乗のセットが非正規であることを証明します。
が正規表現であるため、アルファベット{0,1}に対する2のべき乗が正規であることは簡単です。10∗10∗10^* しかし、3元で表される2のべき乗は、不規則であるように見えます。弦の間には非常に小さなパターンがあるように見えるので、補題または残差クラスのポンピングは適用が困難です。どうすれば解決できますか? 一般に、ベースrで表されるべき乗について、セットは正規ですか?kkkrrr

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スコーレム化の型理論的解釈
型理論的解釈/ Skolemizationに相当するものは何ですか? スコーレム化は、ある式をスコーレムの正規形に変換します。2つの式は互いに等しく満たされます。 または、型理論的に言えば、スコーレムの正規形でこの型を持つプログラムが存在する場合に、何らかの型を持つプログラムがあります。 これらのプログラムは互いにどのように関連していますか?


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順序制約のあるパーティションの問題
OrderedPartition問題、入力は、二つの配列であり、nnn正の整数であり、(ai)i∈[n](ai)i∈[n](a_i)_{i\in [n]}及び(bi)i∈[n](bi)i∈[n](b_i)_{i\in [n]}。出力は、インデックス[n][n][n]を2つの互いに素なサブセットIIIおよびJJJに分割したものです。 ∑i∈Iai=∑j∈Jai∑i∈Iai=∑j∈Jai\sum_{i\in I} a_i = \sum_{j\in J} a_i すべてのためのi∈Ii∈Ii\in Iとすべてのためj∈Jj∈Jj\in J:bi≤bjbi≤bjb_i\leq b_j。 言い換えると、最初にbibib_iが弱く増加するようにライン上のインデックスを並べ替えてから、両側のaiaia_i合計が同じになるようにラインをカットする必要があります。 すべてのbibib_iが同じである場合、条件2は無関係であり、NPハードPartition問題のインスタンスがあります。一方、すべてのbibib_iが異なる場合、条件2はインデックスに単一の順序付けを課すため、チェックするオプションはn−1n−1n-1のみであり、問​​題は多項式になります。これらのケースの間で何が起こりますか? 質問を定式化することによって定義OrderedPartition[n,d]するために、1≤d≤n1≤d≤n1\leq d\leq n、サイズのインスタンスに制限問題nnnの同一の最大部分集合した、bibib_i -sがサイズであるddd。したがって、すべてのbibib_i -sが異なる場合の簡単なケースはis OrderedPartition[n,1]であり、すべてのbibib_i -sが同じ場合のハードケースはOrderedPartition[n,n]です。 より一般的には、任意のnnnおよびdddについて、任意のOrderedPartition[n,d]場合において、条件2に関連する可能なパーティションの数はO(n2d)O(n2d)O(n 2^d)です。従って、もしd∈O(logn)d∈O(log⁡n)d\in O(\log{n})、次にOrderedPartition[n,d]依然としての多項式であるnnn。 一方、任意のnnnおよびdddPartitionについて、ddd整数の問題からに減らすことができますOrderedPartition[n,d]。ましょうp1,…,pdp1,…,pdp_1,\ldots,p_dのインスタンスですPartition。のインスタンスを定義しますOrderedPartition[n,d]。 毎i∈{1,…,d}i∈{1,…,d}i\in \{1,\ldots,d\}、聞かせて私を:= 2 N ⋅ P IおよびbはI:= 1。ai:=2n⋅piai:=2n⋅pia_i := 2n\cdot p_ibi:=1bi:=1b_i := 1 毎i∈{d+1,…,n}i∈{d+1,…,n}i\in \{d+1,\ldots,n\}、聞かせてI:= 1及びbはI:= iが [あればN - dが奇数で、作るnは:= 2合計が偶数となるように]。ai:=1ai:=1a_i := 1bi:=ibi:=ib_i …

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Pの凸最適化はありますか?
フォームの凸最適化問題を考えます f0(x1,…,xn)fi(x1,…,xn)→min≤0,i=1,…,mf0(x1,…,xn)→minfi(x1,…,xn)≤0,i=1,…,m\begin{align} f_0(x_1, \ldots, x_n) &\to \min \\ f_i(x_1, \ldots, x_n) & \leq 0, \quad i = 1, \ldots, m \end{align} ここで、f0,f1,…,fmf0,f1,…,fmf_0, f_1, \dots, f_mは凸関数です。一般性を失うことなく、f0f0f_0は線形であると仮定できます。 NesterovとNemirovskiiは、彼らの著書「凸型プログラミングの内点多項式アルゴリズム」で、次の意味で多項式時間の凸型プログラムを解くことができるアルゴリズムがあると述べています。我々は、相対精度内で溶液を持ちたいεε\varepsilonのコストでO(p(n,m)ln(n/ε))O(p(n,m)ln⁡(n/ε))O(p(n,m) \ln (n/\varepsilon))の値の計算とO(q(n,m)ln(n/ε))O(q(n,m)ln⁡(n/ε))O(q(n,m) \ln(n/\varepsilon))部分勾配の計算。次に、楕円体法では、 p(n,m)=n3(m+n),q(n,m)=n2p(n,m)=n3(m+n),q(n,m)=n2p(n,m) = n^3 (m+ n), \qquad q(n,m) = n^2 一見すると、これは、楕円体法を使用して多項式時間で凸最適化問題を解くことができることを意味しているように見えます(簡単にするために、値と部分勾配を計算するためのオラクルは、考慮されるクラスのO(1)O(1)O(1)時間を必要とすると仮定します凸最適化問題)。 ただし、O(⋅)O(⋅)O(\cdot)式が何らかの方法で関数fifif_i依存しているかどうか、たとえばヘッシアンに依存しているかどうかは、まったくわかりません。この場合、関数の曲率特性により、複雑さは指数関数的に増大する可能性があります。さらに、「楕円体法は実際にはうまく機能しない」と不思議に主張されています。私の質問への回答が肯定的であるか否定的であるかは、インターネットでコンセンサスがないようです。たとえば、MathOverflow に関するこの議論を参照してください。 私は見つけることができる凸最適化に関するすべての本を検索しましたが、この確かに問題に依存しているという印象を受けましたが、この推測の明確な確認は見つかりませんでした。だから私の唯一の希望は、この分野で研究をしている人々に直接尋ねることです。O(⋅)O(⋅)O(\cdot) 後で開発された内点法は、自己整合バリアの概念を使用して曲率を明示的に説明しているようです。しかし、人々がこれらの方法が実際には効率的であると言うとき、彼らは通常、複雑さのレベルでこれを指定しません。

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理論Aと理論Bの交差点はありますか?
次の2つの質問で、理論Aと理論Bの起源と応用について教えてください。とTCSにおけるカテゴリー理論の確かなアプリケーション?、多くの人々が理論的なCSでこれらの2つの領域の分割についての知識と意見を共有しました。 私は、グラフ理論とカテゴリー理論の両方の経験を持つ数学の学生であり、それぞれ理論Aと理論Bの重要な数学的知識を持っています。理論CSについてさらに学び、おそらく真剣な研究を行うことを目指しています。理論Aと理論Bの間に交差があるかどうかに興味があります。ある場合、交差で何らかの作業を行った人がいますか、少なくともこのトピックに参照がありますか?

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VP対VNPの問題の量子アナログはありますか?
ウィキペディアから: VPVP\mathsf{VP} f K:クラスVPは、Pの代数的類似体です。 固定体上の多項式サイズ回路を持つ多項式次数の多項式のクラスです。fffKKK VNPVNP\mathsf{VNP} f f:クラスVNPはNPの類似物です。VNPは多項式次数の多項式のクラスと考えることができ、単項式が与えられると、多項式サイズの回路で係数を効率的に決定できます。ffffff 量子回路を使用して多項式を実装する試みがありました。arXiv:1805.12445。それで、対問題の量子アナログは存在しますか?このトピックに関する論文はありますか?fffV P V N PVPVP\mathsf{VP}VNPVNP\mathsf{VNP} PS:私は、Quantum Computingサイトで非常に関連する質問をしました。

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Cerny予想に関連する予想-反例/参照リクエスト
チェルニー予想は有する任意の同期オートマトンという記述であるんnn状態が最大で長の同期ワードを持つ(n − 1 )2(n−1)2(n-1)^2。同期ワードの長さの現在の最適な上限はO (n3)O(n3)O(n^3)です。単語が2つの状態を同じ状態にする場合、その単語によって2つの状態がマージされるとしましょう。ポンピングレンマタイプの引数は、同期オートマトンでは、任意の2つの状態を最大ん2n2n^2長さのワードでマージできることを示しています。次の推測が正しいと仮定します。 推測。kkk状態のサブセットには、長さが(たとえば)1ワードで結合できる2つの状態が含まれています(最大でn2/kn2/kn^2/k。または、より一般的には、大きな状態のセットには、長さo(n2)o(n2)o(n^2)ワードでマージできる2つの状態が含まれます。 次に、同期ワードを構成するための次の戦略を検討できます。すべてのnnn状態から始めます。上記の推測により、2つの状態をマージする短い単語があり、これを同期する単語の始まりにします。すべての状態から始まるこの単語でDFAを実行でき、最大でn−1n−1n-1最終状態のセットを取得します。これらの最終状態を新しい開始状態として、これを繰り返します。これを十分な回数繰り返した後、最終的な状態は1つだけになります。明らかに、上記の予想を考えると、最短の同期ワードの長さについては、O(n3)O(n3)O(n^3)よりも良い境界があります。 上記は、次の質問の動機になります。 この推測に対する既知の反例はありますか?Cernyの元の構造(18ページを参照)は、推測のステートメントを満たしています。 同様のアイデアが調査されるリファレンスを提供していただけませんか?

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Moggiの計算メタ言語とMoggiのラムダ計算の違いは何ですか?
これは参照の混乱です。時々私は人々が「モギの計算メタ言語」という用語を使ってモギによって提示された計算を参照するのを見たり、時には「モギの計算ラムダ計算」を参照したりします。時には彼らは、使用λm lλml\lambda_{ml}、時にはλcλc\lambda_c。 私はいつも彼らは両方とも同じものですが、勝又とMoegelbergで話から抽象を読んで想定してきた、それは言います: 合計の計算ラムダ計算\ lc\lc\lcから、TTリフトおよびTT閉鎖演算子を使用した合計の計算メタ言語\ lml\lml\lmlへのMoggiのモナディック変換の完全性を示します。 これらの言語は同じではありませんか?それらはこれらの名前で具体的にどこに導入されていますか?Moggiは時々語るように思えるλcλc\lambda_c彼はメタ言語と呼ぶもののためのモデルが、その後、他の論文で彼は、計算ラムダ計算について語っています。

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型理論と計算の複雑さ
ラムダ項を複雑性クラスに含まれる項に制限する型システムはありますか?理論の典型的な用語のように、厳密に複雑性クラスの中にありますか?それともまったく不可能ですか? 証明可能な終了、拡張多項式など、型理論の表現可能性に関する多くの研究があると思います。しかし、これを複雑性クラスに制限する方法はありますか?

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私の最初の出版物で誰かの論文を批評することは悪い考えですか?
どう対処したらよいかわからない状況です。 基本的に、この問題AAAます。問題AAAは過去555年間で話題になっています。昨年、論文は非常に評判の高いジャーナル(IEEE Transactions on Information Theory)に掲載され、問題の解決に使用される222サブアルゴリズムA1,A2A1,A2A_1, A_2で構成される新しいアルゴリズムが提案されました。アルゴリズムA1A1A_1は実行時の保証なしに最終的に収束することが示され(有限のステップ数で収束することが示されています)、A2A2A_2はO(n5)O(n5)O(n^5)をとることが示されました。 私の論文では、基本的にA1A1A_1をO(nlogn)O(nlog⁡n)O(n\log n)で正しく終了することが保証されている新しいアルゴリズムで置き換えているため、A2A2A_2からO(n6logn)O(n6log⁡n)O(n^6\log n)と組み合わせると全体的な時間の複雑さが増します。 ここまでは順調ですね。新しいアルゴリズムは非常に重要であり、問​​題に関する多くの新しい洞察を提供するので、私は論文が同じジャーナルに受け入れられることを確信しています。しかし、2週間前、私はすべてをまとめていて、アルゴリズムA2A2A_2別の読み取りとその証明を与えることにしました。そのとき私はいくつかの問題に直面しました。 その紙の証拠の1つは、修理を超えて不完全です。著者は非常に大きなジャンプをしました、そして私は彼が「証明した」定理が偽であることを本質的に示す反例を思い付きました。私は彼のアルゴリズムを修正しようとしましたが、できませんでした。そこで、彼の方法を使用して新しい視点からアプローチしてみましたが、問題のあるA2A2A_2代わる新しいアルゴリズムをなんとか手に入れましたが、O(n6)O(n6)O(n^6)で実行されていました。 A1,A2A1,A2A_1, A_2O(n6)O(n6)O(n^6)O(n5)O(n5)O(n^5)A2A2A_2 何か案は? O(nlogn)O(nlog⁡n)O(n\log n)

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一部のグラフクラスで色付けが困難な場合、彩色数は簡単に計算できますか?
以前に同様の質問が出されましたが、エラーがあったため、簡単な半音階番号の付いた未回答のGraphクラスでしたが、NPハードカラーリングでした。 グラフの任意の無限集合があるなどは:CCC すべてのグラフについて、GがCに属しているかどうかを認識する多項式アルゴリズムがありますGGGGGGCCC 波長数演算多項式時間アルゴリズムが存在するすべてのためのG ∈ Cはχ(g)χ(g)\chi(g)g∈Cg∈Cg \in C 人類は適切なカラーリングを計算するための多項式時間アルゴリズムを知らない、または(より良い)そのようなアルゴリズムが(妥当な仮定の下で)存在しないという証拠があります。CCC

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トリプレットのゲームでの勝利戦略
トリプレットのゲームは、要素の有限セットと、要素のトリプレットを含む有限のマルチセットによって定義されます。2人のプレイヤーが交代でXから要素を選択し、すべての要素を取得します。次に、各プレーヤーのスコアは、Tからのトリプレットの数であり、Tには少なくとも2つの要素があります。XXXTTTXXXTTT 標準の戦略を盗む引数は、最初のプレーヤーが常に少なくとも|T|/2|T|/2|T|/2獲得できることを示しています。それが偽であると矛盾して仮定します。次に、2番目のプレーヤーは|T|/2|T|/2|T|/2超えるスコアを獲得できます。しかし、その後、最初のプレーヤーは、2番目のプレーヤーの勝利戦略をコピーして、|T|/2|T|/2|T|/2以上のスコアを獲得できます。スコアの合計が|T||T||T|であるため、これは矛盾です。。 質問:最初のプレーヤーが少なくとも|T|/2|T|/2|T|/2スコアを得るための明示的な戦略は何ですか? 編集:最初のプレーヤーが少なくとも3|T|/83|T|/83|T|/8を得るための明示的な戦略は次のとおりです。TTT各トリプレットに、(最初、2番目の)プレーヤーが取った要素の数に基づいて、潜在的なP(a,b)P(a,b)P(a,b)を割り当てます。 a↓b→012303/83/411101/2120030a↓b→012303/800013/41/2021131\begin{matrix} \bf a \downarrow b \rightarrow & \bf 0 & \bf 1 & \bf 2 & \bf 3 \\ \bf 0 &3/8&0& 0 & 0 \\ \bf 1 &3/4&1/2& 0 & \\ \bf 2 & 1 & 1 & & \\ \bf 3 & 1 & …

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