В презентации 2006 года под названием EXPANDER GRAPHS - ОСТАЮТСЯ ЛИ какие-то ТАЙНЫ? Нати Линиал поставил следующую открытую проблему:
Какие трудные вычислительные задачи на графе остаются сложными, когда они ограничены графами расширителей?
С тех пор был ли достигнут какой-либо прогресс в доказательстве такого результата для трудной задачи?
cc.complexity-theory
np-hardness
expanders
Мухаммед Аль-Туркистани
источник
источник
Ответы:
Если «неуравновешенные расширители» считаются расширителями для целей этого вопроса (неуравновешенный расширитель: двудольный граф , такой что для каждого подмножества A ′ ⊆ A , B ′ ⊆ B , доля ребра между A ′ и B ′ составляют около | A ′ | | B ′ | / | A | | B |G=(A,B,E) A′⊆A B′⊆B A′ B′ |A′||B′|/|A||B| ), то да, многие проблемы на расширителях (например, проблемы удовлетворения ограничений) трудно поддаются аппроксимации.
В частности, доказательство теоремы PCP с двумя запросами с малой ошибкой [совместно с Ран Рацем в 2008 году] строит графы расширителей.
источник
Я предполагаю, что может быть легко показать, что многие точные задачи (и, возможно, проблемы сильных приближений) NP-трудны для расширителей. Идея состоит в том, что если вы возьмете произвольный граф степеней на n вершин и добавите еще один расширитель H на n непересекающихся вершин, и поместите соответствие между G и H , то вы получите расширитель. Причина в том, что любой набор, содержащий менее половины вершин, будет иметь либо постоянную долю совпадающих ребер вне его, либо его пересечение с H будет иметь, как правило, не более 0,51 доли вершин H.G n H n G H H 0.51 H
Поскольку вы можете выбрать произвольно (скажем, взять случайный граф), вы можете знать оптимальное решение для вашей задачи NP в H , и, следовательно, может быть надежда (в зависимости от проблемы), что при решении для комбинированного графа вы можете получить по меньшей мере , приближенное решение для G . Но я не проверял это ни для какой конкретной проблемы.H H G
Конечно, как упомянуто выше, существуют естественные проблемы (особенно уникальные игры), когда нельзя делать такие трюки, и, в частности, алгоритмы известны для расширителей и не известны в общем случае. Нужно также иметь возможность придумать какой-нибудь надуманный пример задачи, которая является NP сложной в общем случае, но простой для расширителей (например, взять некоторую произвольную сложную задачу NP на графах и изменить ее так, чтобы все случаи со спектральным зазором более являются ДА ...).1/logn
источник