3SUM与APSP首次获得多项式级加速,经典复杂度假设被推翻

2026年10月5日发布于alphaXiv的一篇论文声称,首次在确定性算法上把3SUM从O(n²)降到O(n^1.9992),把APSP从O(n³)降到O(n^2.9995),从而推翻了这两个领域的经典复杂度假设。

一句话看懂:2026年10月5日发布于alphaXiv的一篇论文声称,首次在确定性算法上把3SUM从O(n²)降到O(n^1.9992),把APSP从O(n³)降到O(n^2.9995),从而推翻了这两个领域的经典复杂度假设。

事件核心:发生了什么

论文给出了3SUM与全源最短路径(APSP)教科书算法的首个多项式级改进:3SUM在多项式大小整数上以O(n^1.9992)确定性时间求解,APSP在有向多项式整数权图上是O(n^2.9995)。作者称这直接反驳了3SUM假设与APSP假设,并借助已知归约,进一步反驳实数版3SUM/APSP假设、Exact Triangle假设、Zero-Weight k-Clique假设,以及van den Brand、Nanongkai、Saranurak提出的三个矩形提示型Online Matrix-Vector猜想。

所有结果源自同一个新算法,用于“薄矩阵乘积”:对N×D的整数矩阵X与D×N整数矩阵Y(D≤N^(1/18)),在至多N²/√D个指定输出位置上,以O(N²/D^0.063)次操作精确计算XY的对应项。其思路是改造Coppersmith矩形矩阵乘法与Schönhage十乘法恒等式,通过共享输入编码、剪枝无贡献递归分支,只计算被查询的项。该算法也可解释为在稀疏偏斜三部图上真正亚二次时间求解All-Edges Sparse Triangle。

为什么重要

3SUM与APSP是细粒度复杂度理论的两块基石,大量问题(包括不少AI与图计算中的子例程)的难度下界都建立在它们之上。如果该结果成立,意味着这些下界条件整体被削弱,一批此前被认为“不可能更快”的问题可能重新打开优化空间。对依赖大规模图算法、稀疏矩阵运算、检索与配对的工程场景,这属于理论层面值得跟踪的信号。

对用户/开发者/创作者的影响

目前公开信息显示,这仍是一篇理论论文,没有可调用API、开源实现或基准测试。对开发者的直接影响有限,但若其薄矩阵乘积与All-Edges Sparse Triangle技术被工程化,未来可能影响图数据库最短路查询、向量检索中的相似度矩阵计算、组合优化求解器等底层组件的复杂度预期。创作者与企业用户短期内不必据此调整技术选型,只需关注是否出现可复现实现。

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值得关注的后续

一是该结果是否经同行评审并独立复现;二是薄矩阵乘积的常数因子与实际运行时间能否落地;三是归约链上其他假设(如OMv猜想)是否被连带推翻,可能改变细粒度复杂度的研究议程。

来源:alphaXiv

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