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在有界度图上逼近复值伊辛模型的复杂性。 (英语) Zbl 07589619号

摘要:我们根据边缘相互作用(β)和参数(δ)之间的关系研究了逼近伊辛模型的配分函数(Z_{\mathrm{Ising}}(G;β))的复杂性,该参数是输入图(G\)最大度的上界。根据统计物理和算法研究的最新趋势,我们允许边交互作用为任意复数。最近的许多配分函数结果都关注于复杂参数,这既是因为物理相关性,也是因为复杂情况在描述近似问题的可处理性/难处理相变方面的关键作用。在这项工作中,我们建立了新的可处理性结果和新的难处理性结果。我们的可操纵性结果表明,当(vert\beta-1\vert/vert\beta+1\vert<tan(\pi/(4\Delta-4))时,(Z_{mathrm{Ising}(-;\beta))有一个FPTAS。证明的核心是表明,当(β)在这个范围内时,没有输入(G)构成配分函数(0)。我们的结果大大扩展了伊辛模型的已知零自由区(因此也扩展了已知的近似结果)。我们的难解性结果表明,当(beta\in\mathbb{C})是一个代数数,使得(beta\ not\in\mathbb{R}\cup\{i,-i\})和)。这是第一个证明在复(β)有界度图上逼近(Z_{mathrm{Ising}}(-,β)的难处理性的结果。此外,我们还证明了在Ising模型中,配分函数的零点意味着近似的硬度的情况。

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68卢比 计算机科学中的组合数学
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参考文献:

[1] A.Barvinok,《组合数学与配分函数的复杂性》,《算法组合》,30,Springer,纽约,2016年,https://doi.org/10.1007/978-3-319-51829-9。 ·Zbl 1367.05002号
[2] A.Barvinok和N.Barvinock,更多关于零和伊辛配分函数的近似,论坛数学。西格玛,9(2021),https://doi.org/10.1017/fms.2021.40。 ·Zbl 1468.30019号
[3] A.Barvinok和G.Regts,稀疏方程组解的加权计数,组合概率。计算。,28(2019),第696-719页,https://doi.org/10.1017/s0963548319000105。 ·Zbl 1433.68166号
[4] A.F.Beardon,有理函数迭代:复杂分析动力系统,Grad。数学课文。132,施普林格出版社,柏林,1991年,https://doi.org/10.1007/978-1-4612-4422-6。 ·Zbl 0742.30002号
[5] I.Bena、M.Droz和A.Lipowski,平衡和非平衡相变的统计力学:杨-李形式主义,国际。现代物理学杂志。B、 19(2005),第4269-4329页,https://doi.org/10.1142/S021979205032759。 ·Zbl 1077.82008年
[6] F.Bencs和P.Csikvaíri,关于Hard-Core模型零自由区的注记,https://arxiv.org/abs/1807.08963, 2020.
[7] I.Bezaíkovaí,A.Galanis,L.A.Goldberg,D.Štefankovic \780],复平面上独立集多项式的不近似性,SIAM J.Compute。,49(2020年),第STOC18-395-STOC18-448页,https://doi.org/10.1137/18M1184485。 ·Zbl 1476.68193号
[8] I.Bezaíkovaí,A.Galanis,L.A.Goldberg,and D.Štefankovic \780],《复平面上近似匹配多项式的复杂性》,ACM Trans。计算。理论,13(2021),13,https://doi.org/10.1145/3448645。 ·Zbl 1495.68163号
[9] P.Buys,Cayley树不确定独立多项式的最大无零轨迹,密歇根数学。J.,70(2021),第635-648页,https://doi.org/10.1307/mmj/1599206419。 ·Zbl 1476.05088号
[10] P.Buys、A.Galanis、V.Patel和G.Regts,Lee-Yang零和有界度图上铁磁伊辛模型的复杂性,论坛数学。西格玛,10(2022),https://doi.org/10.1017/fms.2022.4。 ·Zbl 1533.68102号
[11] D.de Boer、P.Buys、L.Guerini、H.Peters和G.Regts,《零、混沌比率和近似独立多项式的计算复杂性》,https://arxiv.org/abs/2104.11615, 2021.
[12] M.Dyer和C.Greenhill,计数图同态的复杂性,随机结构算法,17(2000),第260-289页,https://doi.org/10.1002/rsa.20036。 ·Zbl 0965.68073号
[13] I.Z.Emiris、B.Mourrain和E.P.Tsigaridas,《实代数:复杂性分析和实验》,《实数算法的可靠实现:理论和实践》,纽约斯普林格出版社,2008年,第57-82页·Zbl 1165.65315号
[14] A.Galanis、L.A.Goldberg和A.Herrera-Poyatos,近似复值Potts模型的复杂性,计算。复杂性,31(2022),https://doi.org/10.1007/s00037-021-00218-x。 ·Zbl 07506814号
[15] A.Galanis、D.Štefankovič和E.Vigada,反铁磁Ising和硬核模型的配分函数的不逼近性,Combin.Probab。计算。,25(2016),第500-559页,https://doi.org/10.1017/S0963548315000401。 ·Zbl 1420.68098号
[16] C.D.Godsil,图中的Matchings和walks,《图论》,5(1981),第285-297页,https://doi.org/10.1002/jgt.3190050310。 ·Zbl 0466.05053号
[17] L.A.Goldberg和H.Guo,复值Ising和Tutte配分函数逼近的复杂性,计算。复杂性,26(2017),第765-833页,https://doi.org/10.1007/s00037-017-0162-2。 ·Zbl 1382.68090号
[18] L.A.Goldberg和M.Jerrum,计算Tutte多项式符号的复杂性,SIAM J.Compute。,43(2014),第1921-1952页,https://doi.org/10.1137/12088330X。 ·Zbl 1437.68068号
[19] H.Guo、C.Liao、P.Lu和C.Zhang,Holant问题的零点:位置和算法,ACM Trans。算法,17(2021),4,https://doi.org/10.1145/3418056。 ·Zbl 1432.68573号
[20] H.Guo、J.Liu和P.Lu,铁磁自旋系统的零点,《2020年ACM-SIAM离散算法研讨会论文集》,SIAM,费城,2020年,第181-192页·Zbl 07304034号
[21] A.W.Harrow、S.Mehraban和M.Soleimanifar,量子多体系统的经典算法、相关衰减和配分函数的复零点,收录于STOC’20-第52届ACM SIGACT计算理论研讨会论文集,ACM,2020年,第378-386页,https://doi.org/10.1145/3357713.3384322。 ·Zbl 07298255号
[22] O.J.Heilmann和E.H.Lieb,单体-二聚体系统理论,通信数学。物理。,25(1972),第190-232页,http://projecteuclid.org/euclid.cmp/103857921。 ·Zbl 0228.05131号
[23] E.Ising,Beitrag zur theorie des ferometrismus,Z.Physik,31(1925),第253-258页·Zbl 1439.82056号
[24] F.Jaeger、D.L.Vertigan和D.J.A.Welsh,《关于琼斯和塔特多项式的计算复杂性》,《数学》。程序。剑桥菲洛斯。《社会学杂志》,108(1990),第35-53页,https://doi.org/10.1017/S0305004100068936。 ·Zbl 0747.57006号
[25] M.Jerrum和A.Sinclair,伊辛模型的多项式时间近似算法,SIAM J.Compute。,22(1993),第1087-1116页,https://doi.org/10.1137/0222066。 ·Zbl 0782.05076号
[26] M.Kowalczyk和J.Cai,具有复杂边函数的3-正则图的Holant问题,理论计算。系统。,59(2016),第133-158页·兹比尔1350.68151
[27] E.H.Lieb和A.D.Sokal,单组分和多组分铁磁体的一般Lee-Yang定理,Comm.Math。物理。,80(1981),第153-179页,http://projecteuclid.org/euclid.cmp/103919874。
[28] J.Liu、A.Sinclair和P.Srivastava,《用(2)Delta颜色计算颜色的确定性算法》,载于2019年IEEE第60届计算机科学基础年会论文集,2019年,第1380-1404页,https://doi.org/10.109/FOCS.2019.00085。
[29] J.Liu、A.Sinclair和P.Srivastava,《伊辛模型中的Fisher零点和相关衰减》,J.Math。物理。,60 (2019), 103304, https://doi.org/10.1063/1.5082552。 ·Zbl 07559098号
[30] J.Liu、A.Sinclair和P.Srivastava,《伊辛配分函数:零和确定性近似》,J.Stat.Phys。,174(2019),第287-315页,https://doi.org/10.1007/s10955-018-2199-2。 ·Zbl 1412.82012年
[31] R.L.Mann和M.J.Bremner,有界度图上复值Ising模型的近似算法,量子,3(2019),162,https://doi.org/10.22331/q-2019-07-11-162。
[32] J.Milnor,《一个复变量的动力学》,第三版,《数学年鉴》。研究生160,普林斯顿大学出版社,新泽西州普林斯顿,2006年·Zbl 1085.30002号
[33] T.Napier和M.Ramachandran,《Riemann曲面简介》,Birkha¨user出版社,波士顿,2011年·Zbl 1237.30001号
[34] V.Patel和G.Regts,配分函数和图多项式的确定多项式时间近似算法,SIAM J.Compute。,46(2017),第1893-1919页,https://doi.org/10.1137/16M1101003。 ·Zbl 1383.68099号
[35] H.Peters和G.Regts,关于Sokal关于独立多项式根的猜想,密歇根数学。J.,68(2019),第33-55页,https://doi.org/10.1307/mmj/1541667626。 ·Zbl 1433.05164号
[36] H.Peters和G.Regts,有界度图上Ising模型配分函数的零点位置,J.Lond。数学。Soc.(2),101(2020),第765-785页,https://doi.org/10.112/jlms.12286。 ·Zbl 1447.82010年
[37] A.Sinclair、P.Srivastava和M.Thurley,有界度图上两态反铁磁自旋系统的近似算法,J.Stat.Phys。,155(2014),第666-686页,https://doi.org/10.1007/s10955-014-0947-5。 ·Zbl 1297.82009年
[38] A.D.Sokal,图和拟阵的多元Tutte多项式(别名Potts模型),收录于2005年组合数学调查,伦敦数学。Soc.课堂讲稿Ser。327,剑桥大学出版社,英国剑桥,2005年,第173-226页,https://doi.org/10.1017/CBO9780511734885.009。 ·Zbl 1110.05020号
[39] A.W.Strzebonöski,《复代数数领域的计算》,J.符号计算。,24(1997),第647-656页,https://doi.org/10.1006/jsco.1997.0158。 ·兹比尔0910.65029
[40] D.Weitz,计算独立集到树阈值,摘自STOC'06第38届ACM计算理论年会的进展,ACM,2006年,第140-149页,https://doi.org/10.1145/1132516.1132538。 ·Zbl 1301.68276号
[41] D.J.A.威尔士,《复杂性:结、颜色和计数》,伦敦数学。Soc.课堂讲稿Ser。186,剑桥大学出版社,英国剑桥,1993年,https://doi.org/10.1017/CBO9780511752506。 ·Zbl 0799.68008号
[42] 杨振南和李振东,状态方程和相变的统计理论。一、凝聚理论,物理学。修订版(2),87(1952),第404-409页·Zbl 0048.43305号
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