Que sait-on de la complexité de trouver des circuits minimums pour SAT?


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Que sait-on de la complexité de trouver des circuits minimaux qui calculent SAT jusqu'à la longueur ? n

Plus formellement: quelle est la complexité d'une fonction qui, étant donnée en entrée, sort un circuit minimal C tel que pour toute formule φ avec | φ | n , C ( φ ) = S A T ( φ ) ?1nCφ|φ|nC(φ)=SAT(φ)

(Je m'intéresse spécifiquement aux limites inférieures.)

L'algorithme déterministe naïf (calculer SAT par force brute jusqu'à la longueur , puis essayer tous les circuits par ordre de taille jusqu'à ce que vous en trouviez un qui calcule correctement SAT jusqu'à la longueur n ) prend 2 O ( n ) de temps pour calculer SAT, puis un temps O supplémentaire ( 2 n 2 M ) pour trouver un circuit minimal, où M est la taille du circuit minimal. nn2O(n)O(2n2M)M

Existe-t-il un algorithme déterministe qui trouve des circuits minimaux pour SAT dont le temps de fonctionnement est , où M est la taille du circuit minimal? Ou cela implique-t-il un effondrement de la complexité?o(2n2M)M


Voici deux choses qui, bien que liées à ma question, ne sont certainement pas ce que je demande (ce qui est, je pense, pourquoi j'ai trouvé un peu difficile à rechercher):

  • Le problème de minimisation de circuit: étant donné un circuit (ou une fonction f donnée par la table de vérité ou plusieurs autres variantes) trouver un circuit minimal C ' le calcul de la même fonction que C . Même si la minimisation des circuits était facile, cela n'impliquerait pas nécessairement que la tâche ci-dessus est facile, car même le calcul de la fonction que nous voulons minimiser (SAT jusqu'à la longueur n ) est considéré comme difficile, tandis que dans le problème de minimisation des circuits, la fonction que nous vouloir minimiser est gratuit (il est donné en entrée).CfCCn

  • contre P / p o l y . Ma question ne porte pas seulement sur latailledu circuit minimal; il s'agit de la complexité de trouver un circuit minimal, quelle que soit sa taille. Évidemment, si nous pouvons calculer des circuits minimaux en temps polynomial, alors N P P / p o l y (et en fait N P P , car la famille de circuits est alors P uniforme), mais l'inverse n'a pas besoin d'être vrai. En effet, je croisqu'Immerman et Mahaneyont été les premiers à construire un oracle où NNPP/polyNPP/polyNPPP mais P N P - c'est-à-dire que N P a des circuits de taille polynomiale mais ils ne peuvent pas être trouvés en temps polynomial.NPP/polyPNPNP


Vous voulez des bornes inférieures inconditionnelles? (Bien sûr, la complexité temporelle est limitée par la complexité du circuit de SAT, mais nous ne savons pratiquement rien de concret à propos de ce dernier.)
Ryan Williams

@Ryan: Comme c'est souvent le cas, inconditionnel serait bien, mais c'est probablement trop à espérer. J'ai ajouté une deuxième question sur la complexité en termes de taille de sortie (= taille du circuit minimal) pour aider à clarifier à titre d'exemple.
Joshua Grochow

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Ah, je comprends maintenant. Ceci est une très belle question. Il peut être possible d'améliorer la limite naïve en utilisant les idées des algorithmes d'apprentissage des circuits SAT, par Bshouty et al. Si vous avez déjà trouvé un circuit pour SAT jusqu'à une certaine taille, vous pouvez peut-être démarrer et l'utiliser pour trouver plus efficacement un circuit de plus grande taille.
Ryan Williams

Réponses:


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T(n)=poly(T(n))2Ω(n)

ST(T(n))2o(M)T(n)=2no(1)

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