¿Cuáles son los problemas no resueltos de la informática?

Hay miles , si no millones, de problemas abiertos en informática. Aquí hay una docena más o menos fuera de mi cabeza.

  • ¿El no determinismo en realidad acelera la computación? (¿P = NP?)
  • ¿Se pueden resolver rápidamente los problemas que se pueden resolver con poco espacio? (¿P = PSPACE?)
  • ¿La aleatoriedad realmente acelera el cálculo? (¿RP = P? BPP = P?)
  • ¿Cuánto la explotación de la computación cuántica realmente acelera la computación? (Sabemos que tiene algún efecto, debido al algoritmo de Grover, pero ¿cuánto? ¿BQP = P?)
  • ¿La no uniformidad realmente acelera la computación?
  • ¿Se puede resolver 3SAT en 2 ^ {o (n)} tiempo? (La hipótesis del tiempo exponencial)
  • ¿Se puede resolver kSAT en 2 ^ {0.9999 n} tiempo para todos los k? (La hipótesis del tiempo exponencial fuerte)
  • ¿Se puede resolver 3SUM en tiempo O (n ^ {1.99999})?
  • ¿Se puede resolver la clasificación X + Y en el tiempo O (n ^ 2)? ¿En el tiempo O (n ^ {1.99999})?
  • ¿Se pueden resolver los caminos más cortos de todos los pares en tiempo O (n ^ {2.99999})?
  • ¿Es cierta la conjetura de los juegos únicos?
  • ¿Son evasivas las propiedades del gráfico monótono?
  • ¿Se pueden calcular los flujos máximos en gráficos planos en tiempo O (n)?
  • ¿Se pueden calcular los flujos máximos en gráficos toroidales (no dirigidos, de capacidad unitaria) en O (n ^ {1.49999}) tiempo? O (n \ log n) tiempo? ¿A tiempo?
  • ¿Existe un algoritmo implementable para triangular polígonos en tiempo O (n)?
  • ¿Existe un algoritmo implementable para decidir si se puede dibujar un gráfico en un toro sin cruces de bordes en el tiempo O (n)?
  • ¿Cuál es el conjunto completo de menores prohibidos mínimos para gráficos toroidales? Para gráficos del género 2? Para gráficos de treewidth 4?
  • ¿Se puede convertir una gramática arbitraria sin contexto de longitud $ n $ a la forma normal de Chomsky en tiempo O (n ^ {1.9999})? O (n ^ {3/2}) tiempo?
  • ¿Son los árboles extendidos dinámicamente óptimos? ¿Existe algún árbol de búsqueda binaria autoajustable en línea que sea dinámicamente óptimo? ¿Existe algún árbol de búsqueda binaria autoajustable en línea que sea dinámicamente óptimo? ¿ Existe algún árbol de búsqueda binaria autoajustable sin conexión que sea ​​dinámicamente óptimo?
  • ¿Se puede calcular el género de un nudo en tiempo polinómico?
  • ¿Cuál es el quinto número de Ramsey R (5,5)? ¿El sexto número de Ramsey R (6,6)? ¿La séptima R (7,7)?
  • ¿Existe una prueba verificable por máquina del teorema de la estructura gráfica de Robertson y Seymour? ¿Qué pasa con el teorema de clasificación para grupos simples finitos?
  • ¿Cuál es la máquina de Turing más pequeña cuyo comportamiento es independiente de ZFC?
  • ¿Hay alguna generalización natural de Getting Over It NP-hard? PSPACE-hard? Indecidible?
  • ¿Cuántas lamidas se necesitan para llegar al centro de Tootsie Roll de un Tootsie Pop?

Y esto es solo informática teórica .

Quizás el problema abierto más conocido es si P = NP o no.

Todos los campos dentro de la informática también tienen grandes problemas abiertos.

Por ejemplo, en mi campo, el análisis estático de lenguajes funcionales, hasta hace poco era un problema abierto si existían algoritmos eficientes (tiempo polinómico) para el análisis sensible al contexto de programas funcionales. Años de evidencia apuntaban en la dirección de “no”, pero recientemente se resolvió [PLDI 2010] que existen algoritmos eficientes para el análisis significativo sensible al contexto de los programas funcionales. Esto debería conducir a una mejor optimización y auditoría de seguridad de lenguajes como Scheme, JavaScript y Ruby.

En mi campo más amplio, los lenguajes de programación, es una pregunta abierta si podemos obtener tecnologías de verificación formales para escalar a programas “reales” para programadores “reales”. Curiosamente, es posible que nunca podamos responder “no” a esta pregunta: ¿cómo podemos decir que hemos agotado todos los métodos concebibles para integrar la demostración y la programación de teoremas?

Wikipedia tiene una lista: Lista de problemas no resueltos en informática – Wikipedia

Para mí, estos son los más famosos:

  1. P = NP?
  2. ¿Se puede hacer la factorización entera en tiempo lineal?
  3. ¿Se pueden expresar todos los idiomas regulares usando expresiones regulares generalizadas con una profundidad de anidación limitada de las estrellas de Kleene?

¡Ojalá puedas resolver uno de ellos!

El siguiente problema no tiene solución:

Dado un programa P y una entrada I, escriba otro programa D, que decida si P se detiene o no cuando se ejecuta en la entrada I.

La prueba de esto es algo como esto:

Suponga que puede escribir un programa D con esta propiedad. Entonces, podemos construir [matemáticas] D [/ matemáticas] [matemáticas] (P, I) [/ matemáticas] que dice lo siguiente:

si P se detiene en la entrada I entonces
imprimir “sí”
más
imprimir “no”

Ahora, un programa se puede convertir en un número codificándolo. Sea

la codificación de un programa P. podemos escribir este programa, llamado [math] H (P) [/ math] que dice lo siguiente:

ejecutar D (P,

).
si D dice “sí” entonces
di no”
de lo contrario diga “sí”

Es una cosa perfectamente razonable de escribir. Pero ahora, comienza la diversión. Lo que sucede cuando llamamos [matemáticas] H (H). [/matemáticas]

bueno, esto es divertido:

Si H se detiene, entonces H dirá “no”.

Si H no se detiene, H dirá “sí”.

Entonces esto es una contradicción.

Esta pregunta ha sido respondida antes en Quora:
https://www.quora.com/What-are-t

Matthew Might proporcionó una respuesta, describiendo un problema que me ha fascinado durante muchos años, aunque no soy matemático ni físico. El problema P = NP tiene implicaciones en muchos campos diferentes. He pasado un poco de tiempo reflexionando sobre su aplicación en la ciencia de la gestión y la teoría de la organización, bueno, un poco.

También sugeriría buscar a través de Google. Un sitio caracteriza cuatro problemas comunes:
Los 4 problemas clásicos de informática y cómo debemos cambiar

También pude encontrar otros sitios (MIT, Wikipedia) que ofrecían algunos temas interesantes.

Vale la pena llamar la atención sobre los campos de los sistemas distribuidos y la informática distribuida.

El documento “identificación de problemas abiertos en sistema distribuido” por Warfield et al. [1] identificó varios problemas abiertos en la arquitectura de tales sistemas. Estos incluyen: resolución de fallas, gestión de recursos, administración e infraestructura de comunicación.

También puede consultar ‘Ocho problemas abiertos en computación distribuida’ por Mavronicolas.

[1] http://citeseerx.ist.psu.edu/vie

Hay un montón de ellos. Se ha demostrado que el problema de detención es teóricamente insoluble (aunque los sistemas operativos lo hacen todos los días en la práctica). La pregunta de si P == NP (Explicado: P vs. NP).

Lo anterior es principalmente de interés académico, pero algunas cuestiones sobre cómo calcular el uso óptimo de los recursos tienen profundas implicaciones en el mundo real. La optimización de algoritmos de optimización es solo un ejemplo de investigación en curso en esta área.

Interesante pregunta..

Imagínese si no hay problemas no resueltos (en este caso, ciencias de la computación), sino de otro modo en general … Lo que significa que no hay motivación para investigar, probar cosas nuevas, estudiar más e innovar nuevas ideas.

Habrá calma y la mayor parte de la diversión terminará si no hay problemas sin resolver. Entonces, de hecho, hay problemas sin resolver.

P versus NP es probablemente el más destacado. A menudo se considera el problema abierto más difícil en matemáticas y ciencias de la computación (más específicamente, ciencias de la computación teóricas) en la actualidad. También es un problema de premio del milenio, y a menudo se le ha denominado “insoluble”. Incluso ha llegado a la cultura, como su función en el popular programa de televisión “Numb3rs”. Sin embargo, muchas personas (probablemente la mayoría) tienden a pensar que P no es igual a NP, porque la intuición nos haría creer eso, pero la ciencia a menudo demuestra que la intuición es incorrecta, y no se ha demostrado de ninguna manera.

A2A. Lista de problemas no resueltos en informática: Wikipedia y Theoretical Computer Science enumeran algunos de los problemas abiertos en informática.

Puede encontrar más buscando en Google “problemas abiertos de informática”.

Escribimos un artículo interesante sobre los 4 principales problemas de informática clásica y cómo debemos relacionarlos con las aplicaciones del mundo real para demostrar la relevancia de los temas que el alumno aprendió en la escuela.

Los 4 problemas clásicos de informática y cómo debemos cambiar

P = NP? Es uno de los problemas del Milenio.

Ver: Instituto de Matemáticas Clay

Aquí hay uno, ¿es la factorización entera en P? Si es así, eso significa que todos nuestros sistemas de cifrado pueden romperse en tiempo polinómico, lo que no es muy bueno …

Hay muchos otros en este enlace wiki: Lista de problemas no resueltos en informática
Y más aquí también: ¿Principales problemas no resueltos en informática teórica?

Problema 3x + 1 – Wikipedia

Todavía no se ha encontrado ningún ejemplo para la conjetura de collatz que nunca llegue a 1, pero no se ha demostrado que no haya un número que no llegue a 1

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