簡介
在計算複雜度理論內, ZPP(zero-error probabilistic polynomial time,零錯誤機率多項式時間)是一個與機率圖靈機有關的的複雜度類,並且存在以下特點:
•這機器永遠會給出正確的"是"或者"否"的答案。
•這個機器平均運作的時間是多項式時間以內。
換句話說,有一個算法會在運作時使用一個完美隨機的硬幣,並且永遠回傳正確的答案(這種算法被稱作拉斯維加斯算法(Las Vegas algorithm))。對一個輸入大小為 n的問題,存在一個多項式 p( n),令平均的運作時間小於 p( n)(有可能偶爾會超過)。
另外, ZPP可以定義為一個問題的集合,裡面每個問題都存在一個可以解決此問題的機率圖靈機,且此機器性質如下:
•運轉時間永遠是多項式時間
•會回傳YES,NO或者DO NOT KNOW的答案
•答案如果不是DO NOT KNOW,就會是正確的答案
•如果問題的正確答案是YES,這機器回傳YES的機率至少是1/2(其他時候回傳DO NOT KNOW)
•如果問題的正確答案是NO,這機器回傳NO的機率至少是1/2(其他時候回傳DO NOT KNOW)
以上這兩個定義是相等的。 ZPP的定義是基於機率圖靈機。其他基於機率圖靈機的複雜度類包含了 BPP和 RP。至於 BQP (複雜度)這個複雜度類則換成使用了量子電腦這種也是具有隨機性的電腦。
以交集定義
ZPP這個複雜度類正好完全相等於 RP和 Co-RP這兩個類別的交集。這也是一個常用的 ZPP的定義。為了展示這個定義,首先得注意 同時在' RP和 co-RP的每個問題均有個拉斯維加斯算法,如下:
•假設我們有一個由RP算法A和(可能完全不同的)co-RP算法B辨識的L語言。
•給一個輸入到L裡面,讓A演算輸入。如果傳回“是”,則答案一定是“是”。而讓B演算輸入,如果傳回“否”,答案必是“否”。如果兩者皆未發生,則重複這一步驟。
注意到只有一部機器會給出錯誤答案,而兩部機器在回答時給出錯誤答案的機率幾乎是50%。
與其他複雜度類的關聯
既然 ZPP= RP∩ coRP, ZPP自然包含在 RP和 coRP裡面。
複雜度類 P包含在 ZPP裡面,有一些人猜想 P= ZPP,換句話說,所有的拉斯維加斯算法都有一個等同的決定型多項式時間算法。
如果證明了 ZPP= EXPTIME(雖然這猜想幾乎是不可能的)將代表 P≠ ZPP,因為 P≠ EXPTIME(參見時間譜系理論)。