Problemi NP-completi che ammettono un algoritmo efficiente con la promessa di una soluzione unica


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Recentemente stavo leggendo un bellissimo documento di Valiant e Vazirani che mostra che se , allora non ci potrebbe essere un algoritmo efficiente per risolvere il SAT anche con la promessa che sia insoddisfacente o che abbia una soluzione unica. Dimostrando così che SAT non ammette un algoritmo efficiente anche con la promessa che ci sia al massimo una soluzione.NP≠RP

Attraverso una riduzione parsimoniosa (una riduzione che preserva il numero di soluzioni), è facile vedere che la maggior parte dei problemi NP-completi (mi viene in mente) anche non ammettono un algoritmo efficiente anche con la promessa che ci sia al massimo una soluzione (a meno che ). Esempi potrebbero essere VERTEX-COVER, 3-SAT, MAX-CUT, 3D-MATCHING.NP=RP

Quindi mi chiedevo se ci fosse qualche problema NP completo che fosse noto per ammettere un algoritmo poli-tempo sotto una promessa di unicità.


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Questa non è una risposta molto buona, ma ci sono molti problemi NP completi le cui istanze hanno sempre zero o più di una soluzione. Considera ad esempio la colorazione del grafico 3; le soluzioni sono disponibili in gruppi di 6 poiché puoi sempre permutare i colori. Qualsiasi problema di questo tipo ha un algoritmo temporale polinomiale sotto la promessa di al massimo una soluzione. In particolare, se esiste al massimo una 3 colorazione, allora non può essercene alcuna e quindi l'algoritmo può semplicemente rifiutare.
— Mikhail Rudoy,

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Il problema del ciclo hamiltoniano ammette un algoritmo temporale più rapido (ma ancora esponenziale) nell'ambito della promessa uniqness. Non sta rispondendo direttamente alla tua domanda, perché non è polinomiale, ma almeno questo è un problema con un comportamento diverso rispetto a SAT
— ivmihajlin

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Come nel commento di Mikhail Rudoy, ​​testare l'esistenza di un ciclo hamiltoniano in grafici a 3 regolari è banale con un'ipotesi di unicità. Ogni fronte partecipa a un numero pari di cicli hamiltoniani, quindi non può essercene mai esattamente uno.
— David Eppstein,

Risposte:


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Non è noto che nessun problema NP completo ammetta un algoritmo del tempo polinomiale sotto la promessa di unicità. Il teorema di Valiant e Vazirani si applica a qualsiasi problema NP completo naturale noto.

Per tutti i noti problemi NP-completi, vi è una riduzione parsimoniosa da 3SAT. Oded Goldreich afferma che "tutte le riduzioni note sono naturali NP- i problemi completi sono o parsimoniosi o possono essere facilmente modificati per esserlo ". ( Complessità computazionale: una prospettiva concettuale di Oded Goldreich ).


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