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결정 론적 계산의 비결정론 적 가속화 가속 결과는

비결정론이 결정 론적 계산을 가속화 할 수 있습니까? 그렇다면 얼마입니까?

비결정론에 의한 결정 론적 계산 속도를 높이면 다음과 같은 형식의 결과를 의미합니다.

DTime(f(n))NTime(n)

예를 들어

DTime(n2)NTime(n)

비결정론에 의한 결정 론적 계산의 가장 잘 알려진 가속 결과는 무엇입니까? 무엇에 대해 또는 대신에 ? A T i m e (n) N T i m e (n)

ΣkPTime(n)

ATime(n)

NTime(n)

복잡도 클래스는 다중 테이프 Turing 기계를 사용하여 정의되어 이차 시간 단일 테이프 Turing 기계의 잘 알려진 특성을 피한다고 가정하십시오.



답변

당신은 흥미로운 속도 향상을 기 대해서는 안됩니다. 우리는

DTIME(f(n))NTIME(f(n))ATIME(f(n))DSPACE(f(n)),

그리고 공간 별 결정 론적 시간의 가장 잘 알려진 시뮬레이션은 여전히 ​​Hopcroft–Paul-Valiant 정리입니다

DTIME(f(n))DSPACE(f(n)/logf(n)).

따라서 비결 정성 또는 교대는 대수 이상으로 속도를 높이는 것으로 알려져 있지 않습니다. (DSPACE 대신 HPV 정리를 ATIME과 함께 사용할 수 있는지 확실하지 않지만 초 선형 속도 향상이 알려져 있지 않은 것 같습니다.)


답변

두 가지 고유 한 개념이 있습니다.

(1) 비결정론 적 머신에 의한 결정 론적 머신의 효율적인 시뮬레이션.

(2) 시뮬레이션을 반복해서 적용하여 얻은 가속 결과.

결정적이지 않은 머신에 의한 결정 론적 머신의 효율적인 시뮬레이션은 모르지만 효율적인 시뮬레이션이 존재하는 경우 사용할 수있는 몇 가지 속도 향상 결과는 알고 있습니다.

g ( n ) 비 결정적 추측 만 사용하여 t ( n ) 시간 동안 작동하는 비 결정적 Turing 기계에 의해 결정 가능한 언어 의 클래스 를 고려하십시오 . 다시 말해, 감시 길이는 g ( n )에 의해 제한됩니다 .

NTIGU(t(n),g(n))

t(n)

g(n)

g(n)


비 결정적 추측 만 사용하여보다 효율적인 시뮬레이션을 수행 하면 속도를 상당히 높일 수 있다고 생각합니다. 특히 다음을 증명할 수 있다고 생각합니다.

log(n)

만약 , 그런 다음
D T I M E ( 2

DTIME(nlog(n))NTIGU(n,log(n))

.

DTIME(2n)NTIME(n)

이 흥미로운 것을 발견하면 증거를 작성할 수 있습니다.

Ryan Williams는 “전체 검색의 개선으로 초 다항식 하한을 의미합니다”에서 관련 속도 향상을 소개했습니다.


답변

다음은 사실이라고하더라도 일반적인 쿼트 비결정론 적 결정 론적 계산 속도가 향상된 이유에 대한 설명입니다.

과 같은 일반적인 계산적 비결정론 적 결정 론적 계산 속도가 유지된다고 가정합니다 . 모순 위해, 가정이 S T

DTime(n4)NTime(n)

. N T i m e ( n의 문제에서 2 차 시간 감소가 있습니다.

SATDTime(o(n2/lgn))

S T . 이것들을 결합
하여 시간 계층 정리와 모순되는 D T i m e ( n 4 ) D T i m e ( o ( n 4 / lg n ) )을 갖게
됩니다.

NTime(n)

SAT

DTime(n4)DTime(o(n4/lgn))

따라서 일반적인 계산적 비 결정적 결정 론적 계산 속도 향상은 하한을 의미합니다 .

SAT

.

DTime(n4)NTime(n)SATDTime(o(n2/lgn))

따라서 일반적인 이차 결정적인 속도 결정해서 계산을 입증하는 거의 차 하위 경계로서 증명 열심히 적어도하다 .

SAT

마찬가지로, 올바르게 작동하는 함수 :

f(n)

.

DTime(f(n2))NTime(n)SATDTime(o(f(n)/lgn))

대신 경우 ( 우리가 어려운 문제 선택 N T를 해요 E ( N를 ) 다음이 줄 것이다 선형 시간 절감에 따라 F ( N가 ) / LG N 이 문제에 대한 하한. 우리는 수정하면 기계 테이프의 수를 k 2
로 설정
하면 lg n 계수 가없는 Fürer의 시간 계층 정리 를 사용할 수 있습니다 .)

SAT

NTime(n)

f(n)/lgn

k2

lgn


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