聖塔非研究所

沙堆的計算複雜性

2026-03-18 · 工作論文 · 更新 2026/03/18 下午10:24

摘要 給定阿貝爾沙堆中沙子的初始分佈,在所有可能的雪崩發生後,沙子會鬆弛到什麼最終狀態?在 $d <= 3$ 中,我們證明這個問題是 P 完全的,因此幾乎肯定需要對系統進行明確模擬。我們還表明,確定沙堆狀態是否重複出現的問題在 $d \leq 3$ 中是 P 完全的。在 $d=1$ 中,我們給出了兩種演算法來預測大小為 $n$ 的格子上的沙堆,兩種演算法都比顯式模擬更快:一種是…

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論文資訊

  • 類型:工作論文
  • 編號:工作論文 #1033
  • 日期:2026-03-18

摘要

給定阿貝爾沙堆中沙子的初始分佈,在所有可能的雪崩發生後,沙子會鬆弛到什麼最終狀態?在 $d <= 3$ 中,我們證明這個問題是 P 完全的,因此幾乎肯定需要對系統進行明確模擬。我們還表明,確定沙堆狀態是否重複出現的問題在 $d \leq 3$ 中是 P 完全的。在 $d=1$ 中,我們給出了兩種演算法來預測大小為 $n$ 的格子上的沙堆,兩種演算法都比顯式模擬更快:一種是在 $O(n log n)$ 時間內運行的串行演算法,另一種是在 $O(log^3 n)$ 時間內運行的並行演算法,即在 $NC^3$ 類中。後者基於一個更普遍的問題,我們稱之為加性排名可生成性。這使得二維情況成為一個有趣的開放性問題。