The field of combinatorial reconfiguration studies search problems with a focus on transforming one feasible solution into another. Recently, Ohsaka [STACS'23] put forth the Reconfiguration Inapproximability Hypothesis (RIH), which roughly asserts that for some $\epsilon>0$, given as input a $k$-CSP instance (for some constant $k$) over some constant sized alphabet, and two satisfying assignments $\psi_s$ and $\psi_t$, it is PSPACE-hard to find a sequence of assignments starting from $\psi_s$ and ending at $\psi_t$ such that every assignment in the sequence satisfies at least $(1-\epsilon)$ fraction of the constraints and also that every assignment in the sequence is obtained by changing its immediately preceding assignment (in the sequence) on exactly one variable. Assuming RIH, many important reconfiguration problems have been shown to be PSPACE-hard to approximate by Ohsaka [STACS'23; SODA'24]. In this paper, we prove RIH and establish the first (constant factor) PSPACE-hardness of approximation results for many reconfiguration problems, resolving an open question posed by Ito et al. [TCS'11]. Our proof uses known constructions of Probabilistically Checkable Proofs of Proximity (in a black-box manner) to create the gap. Independently, Hirahara and Ohsaka [STOC'24] have also proved RIH. We also prove that the aforementioned $k$-CSP Reconfiguration problem is NP-hard to approximate to within a factor of $1/2 + \epsilon$ (for any $\epsilon>0$) when $k=2$. We complement this with a $(1/2 - \epsilon)$-approximation polynomial time algorithm, which improves upon a $(1/4 - \epsilon)$-approximation algorithm of Ohsaka [2023] (again for any $\epsilon>0$). Finally, we show that Set Cover Reconfiguration is NP-hard to approximate to within a factor of $2 - \epsilon$ for any constant $\epsilon > 0$, which matches the simple linear-time 2-approximation algorithm by Ito et al. [TCS'11].


翻译:组合重配置领域研究搜索问题,重点关注将一个可行解转化为另一个可行解。最近,Ohsaka [STACS'23] 提出了重配置不可近似性假设(RIH),该假设大致断言:对于某个ϵ>0,给定一个k-CSP实例(k为常数,字母表规模为常数)及其两个满足性赋值ψ_s和ψ_t,寻找一个从ψ_s开始到ψ_t结束的赋值序列是PSPACE-困难的,其中序列中的每个赋值至少满足(1-ϵ)比例的约束,且每个赋值均通过改变其直接前驱赋值(在序列中)的恰好一个变量得到。假设RIH成立,Ohsaka [STACS'23; SODA'24] 已证明许多重要重配置问题的近似求解是PSPACE-困难的。本文证明了RIH,并首次建立了众多重配置问题的(常数因子)PSPACE-难度近似结果,解决了Ito等人 [TCS'11] 提出的一个开放问题。我们的证明采用已知的邻近概率可检验证明构造(以黑箱方式)来产生间隙。独立地,Hirahara和Ohsaka [STOC'24] 也证明了RIH。此外,我们还证明了当k=2时,上述k-CSP重配置问题在1/2+ϵ因子内(对任意ϵ>0)是NP-难度近似的。我们通过一个(1/2-ϵ)-近似多项式时间算法对此进行补充,该算法改进了Ohsaka [2023] 的(1/4-ϵ)-近似算法(同样针对任意ϵ>0)。最后,我们证明集合覆盖重配置问题在任意常数ϵ>0时,在2-ϵ因子内是NP-难度近似的,这与Ito等人 [TCS'11] 的简单线性时间2-近似算法相匹配。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:21
CVPR 2026教程:统一多模态模型走向收敛之路
专知会员服务
6+阅读 · 6月8日
《人工智能在网络防御中的机遇》
专知会员服务
6+阅读 · 6月8日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员