ผลกระทบของ P = NP คืออะไร [ปิด]


18

ฉันกำลังเตรียมตัวสำหรับการทดสอบและฉันไม่สามารถหาคำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถาม: สิ่งที่จะเป็นผลกระทบของการพิสูจน์ PTIME = NPTIME ฉันตรวจสอบวิกิพีเดียและเพิ่งพูดถึงว่ามันจะมี "ผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อคณิตศาสตร์ AI ขั้นตอนวิธี .. " เป็นต้น

ใครสามารถให้คำตอบฉันได้บ้าง


สิ่งนี้ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการพัฒนาซอฟต์แวร์ ฉันปิดตอนนี้ แต่ถาม mods ที่ Math.StackExchange ว่าพวกเขาต้องการให้ฉันย้ายข้อมูลนี้ให้คุณหรือไม่
maple_shaft

คำตอบ:


22

สิ่งแรกที่ควรคำนึงถึงคือความปลอดภัยของการเข้ารหัสคีย์สาธารณะในปัจจุบันนั้นขึ้นอยู่กับการไม่สามารถแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่กำลังดุร้ายที่อยู่ในระดับความยากของปัญหา NP ถ้า P = NP ทุกอย่างที่ขึ้นอยู่กับ PKC (รวมถึง HTTPS ซึ่งหมายถึงโครงสร้างพื้นฐานอีคอมเมิร์ซที่ทันสมัยทั่วโลก ) จะต้องได้รับการทำใหม่!


4
มันจะทำให้แน่ใจว่ามีอัลกอริทึมที่ทำงานในเวลาพหุนาม มันจะนับถอยหลังเพียงเพื่อค้นหาอัลกอริธึมเหล่านั้นและจากนั้น kaboom เพื่อที่จะพูด
วิศวกรโลก

7
การพิสูจน์จะเกี่ยวข้องกับการค้นหาอัลกอริธึมเวลาพหุนามสำหรับปัญหา NP-complete และเมื่อคุณพบอัลกอริทึมพหุนามหนึ่งอันคุณสามารถใช้มันเพื่อแก้ปัญหา NP-complete อื่น ๆ ทั้งหมดโดยลดปัญหาให้เป็นรูปแบบทั่วไป ซึ่งหมายความว่าการพิสูจน์สำหรับ P = NP และอัลกอริทึมที่ใช้จะปรากฏขึ้นในเวลาเดียวกัน
Oleksi

7
แน่นอนว่าปัจจัยคงที่อาจมีขนาดใหญ่มากที่จะทำให้นี่เป็นปัญหาทางทฤษฎี ... บางครั้ง
quant_dev

17
เมื่อเราพบอัลกอริธึมดังกล่าวมันอาจจะยังคงมีปัจจัยคงที่ที่สูงอย่างน่ากลัวหรือมีระดับมาก (n ^ 10,000 เป็นพหุนาม แต่สำหรับวัตถุประสงค์เชิงปฏิบัติหลายอย่าง แน่นอนว่ามันจะเป็นสัญญาณเตือนให้ทุกคนย้ายออกจากวิธีการเดิม ๆ เช่นเราย้ายออกจาก DES ก่อนที่มันจะได้รับการพิสูจน์ว่าสามารถแก้ไขได้ แต่เศรษฐกิจโลกจะไม่ล่มสลายทันที แค่คิดเงินเองในที่สุดทุกคนก็รู้ว่ามันไม่ได้ผลจริง ๆ เว้นแต่คุณจะเชื่อในมัน แต่การค้าโลกยังคงทำงานได้ดี
Kilian Foth

5
เราอาจจะใช้แผ่นอิเล็กโทรดแบบครั้งเดียว อเมซอนสามารถส่ง thumbdrive ขนาด 1 กิกะไบต์ให้กับคุณซึ่งจะทำงานร่วมกับเว็บไซต์และส่งคุณไปตลอดชีวิตที่เหลือของคุณ
Macneil

18

นี้จะครอบคลุมในสถานะของ P กับ NP ปัญหา อ่านแล้วคุ้มค่าแน่นอน

จุดเด่นสองสามข้อจากบทความ (ยกมาจากส่วนWhat If P = NP? ):

  • การเข้ารหัสคีย์สาธารณะกลายเป็นไปไม่ได้
  • เนื่องจากปัญหาการเพิ่มประสิทธิภาพ NP-complete ทั้งหมดกลายเป็นเรื่องง่ายทุกอย่างจะมีประสิทธิภาพมากขึ้น การขนส่งทุกรูปแบบจะได้รับการกำหนดเวลาอย่างเหมาะสมเพื่อเคลื่อนย้ายผู้คนและสินค้าไปรอบ ๆ อย่างรวดเร็วและถูกกว่า ผู้ผลิตสามารถปรับปรุงการผลิตเพื่อเพิ่มความเร็วและสร้างของเสียน้อยลง
  • การเรียนรู้กลายเป็นเรื่องง่ายโดยใช้หลักการของ Occam's razor - เราเพียงแค่ค้นหาโปรแกรมที่เล็กที่สุดที่สอดคล้องกับข้อมูล การรับรู้ด้วยสายตาที่สมบูรณ์แบบความเข้าใจในภาษาและการแปลและงานการเรียนรู้อื่น ๆ ทั้งหมดนั้นกลายเป็นเรื่องเล็กน้อย เราจะมีการคาดการณ์ที่ดีขึ้นเกี่ยวกับสภาพอากาศและแผ่นดินไหวและปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอื่น ๆ
  • P = NP ก็จะมีผลกระทบอย่างมากในวิชาคณิตศาสตร์ มีหลักฐานสั้น ๆ ที่พิสูจน์ได้อย่างสมเหตุสมผลสำหรับทฤษฎีบท แต่หลักฐานเหล่านี้มักจะยาวมาก แต่เราสามารถใช้หลักการ Occam มีดโกนเพื่อรับรู้และตรวจสอบหลักฐานทางคณิตศาสตร์ตามที่เขียนไว้ในวารสาร จากนั้นเราสามารถหาบทพิสูจน์ของทฤษฎีบทที่มีการพิสูจน์ความยาวที่สมเหตุสมผลได้ใน 100 หน้า บุคคลที่พิสูจน์ P = NP จะเดินกลับบ้านจาก Clay Institute ไม่ใช่ด้วยเช็ค $ 1 ล้าน แต่มีเจ็ด (จริง ๆ แล้วหกอันเนื่องจากPoincaré Conjecture ปรากฎแก้ไข)

2
ฉันไม่เห็นว่า P = NP แสดงถึงการเข้ารหัสคีย์สาธารณะเป็นไปไม่ได้ มันแสดงให้เห็น (แต่ไม่ได้บอกเป็นนัย) ว่าการใช้งานในปัจจุบันนั้นไม่ยากอย่างที่เราคิด แต่อย่างที่คนอื่น ๆ ได้ชี้ให้เห็นถ้าค่าคงที่ที่เกี่ยวข้องในอัลกอริธึมการลดเวลาที่เหมาะสมมีขนาดใหญ่มากดังนั้น P = NP จะไม่ส่งผลกระทบใด ๆ ต่อการเข้ารหัสคีย์สาธารณะ
เอมอรี

+1 สำหรับสัญลักษณ์แสดงหัวข้อย่อยที่สาม - ทุกคนรู้ว่า P = NP จะส่งผลกระทบต่อ crypto แต่ด้วยเหตุผลบางอย่างคุณไม่ค่อยได้ยินว่ามันจะส่งผลกระทบต่อวินัยการใช้คอมพิวเตอร์อื่น ๆ ของโลกได้อย่างไร
BlueRaja - Danny Pflughoeft

@emory: ฉันจะไม่แกล้งทำเป็นผู้เชี่ยวชาญ แต่ความเข้าใจของฉันคือถ้าพบว่าอัลกอริทึมดังกล่าวมีค่าคงที่ค่อนข้างสูงเราจะต้องคิดทบทวนวิธีการของเราใหม่ทั้งหมด นอกจากนี้ใครจะพูดว่าเมื่อพบอัลกอริทึมเราไม่สามารถหาอีกอันที่มีค่าคงที่น้อยกว่าได้? อัลกอริทึมหนึ่งจะปลดล็อกปัญหา NP-complete อื่น ๆ ทั้งหมดด้วย ดังนั้นผลกระทบในทันทีอาจไม่ใหญ่ แต่มีความคิดมากมายที่จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงระบบที่มีอยู่ทั้งหมด
vinaykola

ครั้งแรกที่ฉันได้ยินเกี่ยวกับหลักการของ Occam มีดโกน สิ่งที่น่าสนใจ ...
UmNyobe

@vinaykola พิสูจน์ P = NP ไม่ได้หมายความถึงการหาอัลกอริทึม แน่นอนว่าการค้นหาอัลกอริธึมจะเป็นวิธีที่ตรงไปตรงมาที่สุด (แต่ไม่ใช่อย่างเดียว) ที่จะพิสูจน์ P = NP และถ้าค่าคงที่นั้นสมเหตุสมผลเราสามารถหาประเด็นที่คุณยกมาได้
เอมอรี

7

ปัญหาที่สมบูรณ์ของ NP ส่วนใหญ่จะมีแอปพลิเคชั่น "น่าสนใจ" จริง P=NPจะมีผลมาก:

  • มันจะเป็นไปได้ที่จะแก้ปัญหาการเพิ่มประสิทธิภาพที่แน่นอนซึ่งขณะนี้ประมาณ นี่เป็นกรณีของปัญหาพนักงานขายที่เดินทางและปัญหาการจัดตารางงาน
  • มันแบ่งมาตรการรักษาความปลอดภัยบางอย่างซึ่งขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าเวลาที่ใช้ในการคำนวณนั้นมีมหาศาล ตัวอย่างเช่นแผนการเข้ารหัสและอัลกอริทึมจำนวนมากในการเข้ารหัสขึ้นอยู่กับการแยกตัวประกอบจำนวนซึ่งเป็นอัลกอริธึมที่รู้จักกันดีที่สุดซึ่งมีความซับซ้อนเชิงเลขชี้กำลัง อัลกอริทึมเหล่านี้จะไร้ประโยชน์หากพบอัลกอริทึมแบบพหุนาม

บรรทัดล่างขึ้นอยู่กับลักษณะของปัญหาที่ทราบว่าเป็นปัญหาสมบูรณ์ สิ่งเหล่านี้ไม่ได้เป็นเพียงปัญหาที่สร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์จำนวนน้อยในสถานที่ห่างไกลเพื่อให้ความบันเทิงซึ่งกันและกัน พวกเขาสามารถแสดงในแง่ธุรกิจ ในความเป็นจริงผู้สัมภาษณ์งานบางคนต้องการปกปิดปัญหา NP-complete ในคำถามของพวกเขาเพื่อทดสอบผู้สมัคร


3
ในขณะที่การแยกตัวประกอบจำนวนเต็มเป็นปัญหาที่ยาก แต่ก็เป็นที่น่าสังเกตว่าไม่ทราบว่าเป็นปัญหาที่สมบูรณ์
dan_waterworth

4
@dan_waterworth: ไม่ทราบว่าการแยกตัวประกอบจำนวนเต็มเป็น NP-hard แต่เป็นที่รู้กันว่าอยู่ใน NP [ดูเหมือนว่าคนมักพูดว่า "NP-complete" เมื่อพวกเขาหมายถึง "ใน NP" หรือ "NP-hard" มันเป็นเหมือนใครบางคนที่พูดว่า "น้อยกว่าหรือเท่ากับ" ในสถานการณ์ที่ "น้อยกว่า" จะแม่นยำยิ่งขึ้น]
Macneil

5

ความเป็นไปได้เหล่านี้จะครอบคลุมในImpagliazzo ห้าโลก

นี่คือบางส่วนของจุดกลับบ้าน:

  • ปัญญาประดิษฐ์จะสามารถก้าวกระโดดครั้งใหญ่ได้ ตัวอย่างเช่นหากมีข้อมูลการฝึกอบรมเพียงพอวงจรที่สั้นที่สุดในการสร้างเอาต์พุตที่ถูกต้องจากอินพุตจะแสดงวิธีการแปลที่ดีที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันจะกลายเป็นเรื่องเล็กน้อยที่จะมีการจดจำเสียงที่สมบูรณ์แบบและการแปลภาษา นำความคิดนี้ไปใช้ต่อไปหากข้อมูลการฝึกอบรมของคุณคือภาพยนตร์ที่ชนะรางวัลออสการ์มันสามารถสร้างภาพยนตร์ที่ได้รับรางวัลออสการ์มากขึ้นสำหรับคุณ

  • อัลกอริทึมที่สอนในโรงเรียนจะแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง แทนที่จะเรียนรู้เทคนิคอัลกอริทึมที่แตกต่างกันมากมายหลักสูตรจะมุ่งเน้นไปที่การลดปัญหาเพื่อยืนยันคำตอบที่ถูกต้อง สิ่งนี้จะทำให้การเขียนโปรแกรมง่ายขึ้นมาก

  • เศรษฐกิจจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างมากมาย จะมีการหยุดชะงักรวมถึงอาจแทนที่โปรแกรมเมอร์ การฝึกฝนการเขียนโปรแกรมนั้นจะเกี่ยวกับการรวบรวมข้อมูลการฝึกอบรมและการเขียนโค้ดน้อยลง Google จะมีทรัพยากรที่จะทำให้เก่งในโลกนี้

  • เนื่องจากการเข้ารหัสคีย์สาธารณะน่าจะ "หมดไป" อเมซอนจะต้องส่ง pad-time ครั้งเดียวบน thumb drive เพื่อทำธุรกรรมที่ปลอดภัย

  • หลักฐานทางคณิตศาสตร์สามารถสร้างและตรวจสอบโดยอัตโนมัติ

โดยรวมแล้วมันจะแนะนำความแปลกประหลาดทางเทคโนโลยี ความหมายของ P = NP จะไปไกล นอกจากนี้แลนซ์ฟอร์ตเนากล่าวถึงจุดนี้ในโพสต์บล็อกแยกต่างหากที่คุณควรอ่าน


-1

ผลกระทบของการพิสูจน์ P = NP จะรวมถึงความสนใจใหม่ในการหาอัลกอริธึมการลดลง ผู้คนก็จะพยายามหาขอบเขตที่ต่ำกว่าบนค่าคงที่ที่เกี่ยวข้องกับอัลกอริทึมการลด

การพิสูจน์ P = NP จะไม่สำคัญเท่ากับคำตอบอื่น ๆ ที่อ้างสิทธิ์เพราะอาจมาในรูปแบบของการพิสูจน์ความรู้ที่เป็นศูนย์ การรู้จัก P = NP โดยไม่ทราบว่าอัลกอริทึมการลดจะแตกต่างจากสถานการณ์ปัจจุบันเล็กน้อย

ลองนึกภาพถ้ามีคนพิสูจน์ว่าอัลกอริทึมการลดมีอยู่ แต่เป็น O (sqrt (n) + 2 ^ 4096)


1
ที่จริงแล้วมีอัลกอริทึมการลดที่ชัดเจนที่อยู่ใน P ถ้าและถ้า P = NP มันประกอบไปด้วยการวนซ้ำโปรแกรมที่เป็นไปได้ทั้งหมดและรันมันขนานกันจนกว่าจะพบทางออก
Arthur B

@AththB ที่น่าสนใจ สมมติว่า P = NP ลำดับของอัลกอริทึมคืออะไร?
emory

ไม่ทราบ แต่เป็นคำสั่งที่เหมาะสมที่สุด scholarpedia.org/article/Universal_search
Arthur B

1
@ArthurB ดังนั้นถ้า P = NP และอัลกอริทึมการลดเป็น O (n ^ 99999999) คือ P = NP ยังคงเป็นเรื่องใหญ่เช่นนี้หรือไม่
emory
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.