Given a (multi)graph $G$ which contains a bipartite subgraph with $\rho$ edges, what is the largest triangle-free subgraph of $G$ that can be found efficiently? We present an SDP-based algorithm that finds one with at least $0.8823 \rho$ edges, thus improving on the subgraph with $0.878 \rho$ edges obtained by the classic Max-Cut algorithm of Goemans and Williamson. On the other hand, by a reduction from Hastad's 3-bit PCP we show that it is NP-hard to find a triangle-free subgraph with $(25 / 26 + \epsilon) \rho \approx (0.961 + \epsilon) \rho$ edges. As an application, we classify the Maximum Promise Constraint Satisfaction Problem MaxPCSP($G$,$H$) for all bipartite $G$: Given an input (multi)graph $X$ which admits a $G$-colouring satisfying $\rho$ edges, find an $H$-colouring of $X$ that satisfies $\rho$ edges. This problem is solvable in polynomial time, apart from trivial cases, if $H$ contains a triangle, and is NP-hard otherwise.


翻译:给定一个包含具有 $\rho$ 条边的二分子图的(多重)图 $G$,我们能否高效地找到 $G$ 中最大的无三角形子图?本文提出一种基于半正定规划(SDP)的算法,该算法能找到至少包含 $0.8823 \rho$ 条边的无三角形子图,从而改进了由 Goemans 和 Williamson 的经典最大割算法所获得的 $0.878 \rho$ 条边的结果。另一方面,通过从 Hastad 的 3 位概率可检查证明(PCP)进行归约,我们证明了找到具有 $(25 / 26 + \epsilon) \rho \approx (0.961 + \epsilon) \rho$ 条边的无三角形子图是 NP 难的。作为应用,我们对所有二分图 $G$ 的最大承诺约束满足问题 MaxPCSP($G$,$H$) 进行了分类:给定一个允许存在满足 $\rho$ 条边的 $G$ 着色的输入(多重)图 $X$,寻找 $X$ 的一个满足 $\rho$ 条边的 $H$ 着色。除非平凡情况,当 $H$ 包含三角形时,该问题可在多项式时间内求解;否则,该问题是 NP 难的。

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