Гипотеза Штрассена | это... Что такое Гипотеза Штрассена? (original) (raw)

В теории сложности вычислений и линейной алгебре гипотеза Штрассена утверждает, что для любой заданной скорости (до определённого предела) существует алгоритм, позволяющий перемножать достаточно большие матрицы с такой скоростью. Были найдены достаточно быстрые алгоритмы, но в общем случае задача не решена до сих пор.

Точная формулировка

Для сколь угодно малого \varepsilon > 0 существует алгоритм, при достаточно больших натуральных n гарантирующий перемножение двух матриц размера n \times n за {\rm O}(n^{2+\varepsilon}) операций.

История

Задача перемножения двух больших квадратных матриц часто встречается на практике — этим объясняется практическая ценность гипотезы. Поскольку умножение чисел есть операция более трудоёмкая, чем сложение, то при оценке сложности алгоритма перемножения матриц учитывают только количество умножений. Очевидно, что две матрицы размера n \times n можно перемножить за умножений и n²(n-1) сложений; очевидно также, что нельзя сделать степень n меньше 2 (так как в таких матрицах значений, и все их надо обработать). Однако хотелось бы сократить количество производимых умножений (возможно, за счёт увеличения количества сложений). В 1969 году немецкий учёный Штрассен предложил более быстрый алгоритм, который требовал {\rm O}(n^{\log_2 7}) \approx {\rm O}(n^{2,807}) умножений. В 1982 году было доказано, что достаточно {\rm O}(n^{2,376}) операций (алгоритм Копперсмита — Винограда), хотя предложенный ими алгоритм редко используется на практике и имеет скорее теоретическое значение.

См. также