NP-קשיות

NP-קשיות (NP קשה), היא מחלקה של בעיות בתורת הסיבוכיות, שהן, באופן לא פורמלי, "קשות לפחות כמו הבעיות הקשות ביותר ב-NP". באופן מדויק יותר, נאמר שבעיה H היא NP-קשה, אם ניתן לעשות רדוקציה בזמן פולינומי מכל בעיה L ב-NP ל-H. כלומר: אם נניח שהפתרון של H לוקח יחידת זמן אחת, אז ניתן לפתור את L (תוך שימוש בפתרון ל-H) בזמן פולינומי. בעיה שהיא NP-קשה אינה בהכרח בעיה ב-NP, שכן ייתכן שלא קיימת מכונת טיורינג לא-דטרמיניסטית המסוגלת להכריע אותה בזמן פולינומי, אך עדיין ניתן לבצע אליה רדוקציה בזמן פולינומי מכל בעיה ב-NP. בעיה שהיא NP-קשה וגם ב-NP היא בעיה NP-שלמה.
ההנחה הרווחת כיום היא שלא קיים אלגוריתם פולינומי לבעיות NP-קשות, על אף שזוהי השערה שלא הוכחה. אם קיים אלגוריתם הפותר בעיה NP-קשה כלשהי בזמן פולינומי בגודל הקלט, אז מהגדרת המחלקה נובע ש-P=NP, כאשר המחלקה P היא מחלקת הבעיות הניתנות לפתרון בזמן פולינומי בגודל הקלט.

 הגדרה 
בעיית הכרעה H היא NP-קשה אם ניתן לעשות רדוקציה בזמן פולינומי מכל בעיה L ב-NP ל-H.

 דוגמאות 
דוגמה לבעיה NP-קשה היא בעיית הסכומים החלקיים: בהינתן קבוצה של מספרים שלמים, האם קיימת תת-קבוצה לא ריקה שלהם שסכומה אפס?

דוגמה נוספת היא בעיית הסוכן הנוסע: מציאת המסלול הקצר ביותר המבקר בכל הקודקודים בגרף ממושקל נתון.

בעיית העצירה היא דוגמה לבעיה שהיא NP-קשה אבל לא NP-שלמה (ואפילו לא כריעה).

קישורים חיצוניים


הערות שוליים

קטגוריה:ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
קטגוריה:מחלקות סיבוכיות
קטגוריה:בעיות NP-קשות