Добавить новость
smi24.net
World News in Dutch
Сентябрь
2017

Why the world's toughest maths problems are much harder than a chess puzzle, and well worth US$1m

0
Peter Nightingale (left) and Ian Gent with two of the eight queens needed for the '8-queen' problem. Stuart Nicol/University of St Andrews, Author provided

The above picture shows a chessboard with two queens placed on it. As the queens do not share the same row, column or diagonal of the chessboard they are not attacking each other. Can you place another six queens on the board so that none of the eight queens are attacking each other? And if it’s possible, how many ways are there to do it?

This illustrated puzzle using a typical chessboard, an example of what is called the 8-queens completion problem, is from 1850. Yet only now, in a paper written by Chris Jefferson, Peter Nightingale and me published in the Journal of Artificial Intelligence Research, have we confirmed the depth of complexity hidden within the puzzle when scaled up to allow for boards of any size, with any number of queens pre-placed in any arrangement on the board – a much harder version of the puzzle known as n-queens completion.

Add six queens to make eight, but ensure none are attacking each other: that’s the ‘8-queens’ completion problem. Author provided

Unfortunately, due to misunderstandings when our paper was reported by the media (here for example, or here with correction) many people now think I am going to pay them US$1m. I am sorry to disappoint them, and hope here to put the record straight.

The n-queens completion puzzle is a form of mathematical problem common in computer science and described as “NP-complete”. These are interesting problems because if an efficient solution can be found for one NP-complete problem, it can be used to solve all NP-complete problems.

Some of these puzzles may seem unimportant – identifying the largest number of Facebook friends that don’t know each other, for example. But a fast and efficient solution to this problem could also be used to solve other problems with a more practical purpose – for example, calculating the password used to encrypt data sent between a web browser and a bank. While it may seem odd that the placement of queens on a chessboard can in some way be translated to password encryption, that is indeed the case. That is the nature of all NP-complete problems.

Completion, check

Thousands of problems have been proved to be NP-complete. What I like about n-queens completion is that it is one of the simplest NP-complete problems to explain, especially to people who know the rules of chess. It is also a simple variant of one of the most widely studied problems in artificial intelligence: n-queens, which is the same puzzle but starting with an empty board rather than one with pre-placed queens. Following our paper, we now understand that the reason why the n-queens completion problem is so much harder than the version with an empty board is that it is an example of an NP-complete problem.

Nobody knows, even very roughly, how hard NP-complete problems are. They could be as easy as sorting a list of names into alphabetical order, or they could be exponentially harder. Finding out which they are is called the P vs NP problem, and it is one of the great unsolved mathematical problems – so much so that the Clay Mathematics Institute (not me) is offering a prize of US$1m for the solution of P vs NP.

One of the two solutions to the 8-queens completion problem from 1850, with no queen placed so that it is attacking another. Stuart Nicol/University of St Andrews, Author provided

Checkmate

Since our paper shows that the n-queens completion problem is NP-complete, anyone able to show whether it’s an easy or difficult problem could win a million dollars. This seemed an obvious hook to publicise our paper, and while we were delighted to take part – with Peter and I posing with giant chess pieces – we only wish that the reporting hadn’t given people the impression they could win the money for solving the n-queens problem, rather than the P vs NP problem that is far harder … and potentially unsolveable.

It’s possible the reason people misunderstood what was required to win the Clay Institute’s prize is how many layers removed the prize requirements is from solving chess puzzles.

  1. First, they needed to be tackling the right problem, since n-queens is easy and n-queens completion is hard.

  2. Second, it is not enough to solve instances on a standard 8-by-8 chessboard. For example, we already know that the 8-queens completion problem from 1850 has two possible answers. People have to solve the problem for any sized chessboard.

  3. The third layer is to solve the puzzle not just for a particular layout of queens, but for any possible layout of any possible number of queens on a board of any possible size. Even finding algorithms for this level of n-queens completion is not enough.

  4. The fourth layer is to not just solve the puzzle, but to mathematically prove the properties of the algorithms that have given you the answer. This is where the prize money is: to solve the wider P vs NP question, one must either mathematically prove that an algorithm exists that can solve n-queens completion efficiently (technically, in “polynomial time”) or alternatively to mathematically prove that this is impossible. And, in either case, to have published this work in journals for the world’s mathematicians to pore over for two years.

It’s possible that we hadn’t made clear the sheer complexity of the task required to win the prize money. It might be said that we failed to explain these layers very well. If I may help those still aiming for the prize, however, I would advise the following:

  1. Get a PhD in computational complexity

  2. Be brilliant

  3. Be very, very, lucky

Ian Gent receives funding from EPSRC.








Family Budget Without the Headache: Secrets from Dasha Ozden

Яблоня Сиверса: как скромный аптекарь открыл прародительницу всех яблок

Новый стандарт прочности: Т-профиль 2 мм от российского производителя

TRENDBOOKS.AI – первая в России нейросетевая платформа для предиктивной тренд-аналитики в моде и дизайне


3 Terrifying Horror Series To Watch Ahead Of HBO’s ‘It: Welcome to Derry’

Exclusive: Fintech giant Stripe building ‘Tempo’ blockchain with crypto VC Paradigm

AI talent comes at a 30% salary premium: ‘If you try to play catch up later, this is going to cost you even more’

Palestinian envoy urges action at UN: “History will judge us all”


Чудо-колонка Детского радио: малыш будет в восторге!

Экстренная посадка.

Трансстроймеханизация - лауреат конкурса на лучшую строительную организацию

Преподаватели Подмосковья первые в России подтвердили свои ИТ-компетенции у независимого эксперта «Группа Астра»


Первый взгляд на мобильную версию Neon Spellstorm

Steam for Chromebooks is getting axed in 2026 instead of exiting its 4-year beta

New study shows that Gen Z is spending way less money on videogames than older gamers

The US Air Force wants to test blowing up Cybertrucks because 'it is likely the type of vehicles used by the enemy may transition to Tesla Cyber trucks'


Овочі можусть стати розкішшю для українців


Преподаватели Подмосковья первые в России подтвердили свои ИТ-компетенции у независимого эксперта «Группа Астра»

Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.

Преподаватели Подмосковья первые в России подтвердили свои ИТ-компетенции у независимого эксперта «Группа Астра»

Директор Росгвардии Герой России генерал Виктор Золотов принял участие в заседании Национального антитеррористического комитета


Клинический психолог Юлия Тарибо: психологические последствия удаленной работы и способы их преодоления

Антиармянские публикации в российском научном журнале «Современная научная мысль»: расследование фонда «Гегард»

Синоптики сообщили о переменной облачности и небольшом дожде в Москве 13 августа

В Челябинске задержали три авиарейса в Сочи, Казань и Москву


Отзывы о франшизе «Автополка»

В Новосибирске обсудят, как выстраивать коммуникацию с аудиторией так, чтобы вас слушали

Магазин автозапчастей франшиза – успешное и прибыльное предприятие

Симоньян заявила, что еще на третьем курсе вуза достигла «потолка в профессии»


Павлюченкова не сумела пробиться в третий раунд турнира в Цинциннати

Теннисистка Калинская пробилась в третий круг турнира в Цинциннати

Зверев пробился в третий раунд турнира "Мастерс" в Цинциннати

Потапова проиграла Свёнтек во втором круге турнира WTA в Цинциннати


Симоньян заявила, что еще на третьем курсе вуза достигла «потолка в профессии»

В Новосибирске обсудят, как выстраивать коммуникацию с аудиторией так, чтобы вас слушали

На городские торги выставили четырехэтажное здание в ЦАО

Туристы рассказали, как их отдых в Абхазии разрушил стереотипы


Музыкальные новости

Попросили бросить курить: Розенбаум может потерять голос из-за эмфиземы легких

Розенбаум рискует потерять голос из-за проблем с легкими

Продвижение Песни в Импульсе Яндекс Музыка.

Ровно 50 лет назад не стало великого композитора Дмитрия Шостаковича, выступавшего в Воронеже


Преподаватели Подмосковья первые в России подтвердили свои ИТ-компетенции у независимого эксперта «Группа Астра»

Директор Росгвардии Герой России генерал Виктор Золотов принял участие в заседании Национального антитеррористического комитета

Впервые в Луганске: детский благотворительный фестиваль «Добрая волна» подарит надежду и вдохновение

Преподаватели Подмосковья первые в России подтвердили свои ИТ-компетенции у независимого эксперта «Группа Астра»


Сергей Собянин. Главное за день

Махачкалинский «Динамо» обыграл «Спартак» по пенальти в матче Кубка России

Всё об операциях на почках: показания, какие бывают и как проходят

Обломают зубы и сдохнут! «Ударим сразу вглубь Польши»: после атаки на Калининград НАТО уже не будет, даже «Орешник» не понадобится


Преимущества франшизы «Автополка»

Отзывы о франшизе «Автополка»

Быстрый старт в прибыльном бизнесе по продаже автозапчастей

Выбор подходящей франшизы автозапчастей


«Трампу надо соглашаться»: сейчас у Путина наименьшее количество требований за все время – итальянские СМИ

В России объяснили скорую организацию встречи Путина и Трампа

Bloomberg: встреча Путина и Трампа сама по себе представляет победу Москвы

Ким Чен Ын подтвердил Путину неизменную поддержку КНДР в отношении России




Здоровье Бориса Щербакова: обновленные сведения от научно-исследовательского центра имени Склифосовского

Клинический психолог Юлия Тарибо: психологические последствия удаленной работы и способы их преодоления

КГ PROGRESS: в Перми работают самые опытные стоматологи в России

Солнечному мальчику необходимо лекарство, чтобы спасти сердце от перегрузок


Зеленский пригрозил «третьей мировой войной» в случае давления на Киев в вопросе уступок территорий


На пенсии отоспишься. 13 идей для ночного досуга в Москве — от тенниса до парилки

Street Boxing

Журова о возвращении граждан, сменивших гражданство: «Практически невозможно»

Благодаря совместным действиям сотрудников Росгвардии и их коллег футбольный матч «Акрон» – ЦСКА завершился без происшествий


Лукашенко получил первую золотую монету из белорусского сырья


Сергей Собянин. Главное за день

Собянин оценил вклад проектов "Город героев" и "Герой моего района

Сергей Собянин: Герои — не какие-то особенные люди, они живут рядом с нами

Собянин объявил об открытии новой детской поликлиники в районе Крюково


Орловская область планирует войти в число национальных туристических маршрутов с проектом «Бирюзовое кольцо России»

Хватит морщиться: ученые назвали пользу от участившихся московских ливней

Что подготовили в павильонах «Музеона» в рамках форума «Москва 2030»

Погода сошла с ума? Главный синоптик России Вильфанд предупреждает: аномалий будет все больше - то в жар, то в холод


Отзывы о франшизе «Автополка»

Симоньян заявила, что еще на третьем курсе вуза достигла «потолка в профессии»

На городские торги выставили четырехэтажное здание в ЦАО

Астрологи рассказали, как правильно загадывать желание, чтобы оно сбылось


На Новой Земле провели испытания межконтинентальной крылатой ракеты «Буревестник»

Орловская область планирует войти в число национальных туристических маршрутов с проектом «Бирюзовое кольцо России»

Универсальный ТСД промышленного класса Saotron RT-T40X V.2

Беспроводной сканер штрих-кодов SAOTRON P05i промышленного класса


Прогноз погоды в Крыму на 11 августа

Прогноз погоды в Крыму на 13 августа

Историко-краеведческая выставка «Древности земли крымской»

Прогноз погоды в Крыму на среду


Исследование выявило число россиян, которые избегают покупок на маркетплейсах

Детские травмы после инцидента с дроном в Белгороде оказались необоснованными

Автомобиль снес остановку с людьми в Долгопрудном

В Новосибирске обсудят, как выстраивать коммуникацию с аудиторией так, чтобы вас слушали














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *