【瞧 ！背包问题咱们的科学前沿科技】 。
光明日报沈阳5月29日电 记者刘勇 、家破解复王鲁婧 。杂度之谜日前从中国科学院金属研讨所得悉 ，背包问题该所张志东研讨员初次确认了“背包问题”的科学核算杂乱度下限 ，在该范畴获得严重理论发展 ，家破解复相关效果近来发表于《AIMS数学》 。杂度之谜
“背包问题”是背包问题核算机科学中经典的NP完全问题(非确认性图灵机多项式杂乱度求解的决议问题)，可应用在不同范畴的科学决议计划，如寻觅削减原材料运用 、家破解复出资组合的杂度之谜挑选、密钥发生等最优化搜索途径 。背包问题幻想一个场景：面临薯片 、科学巧克力、家破解复矿泉水等十几种零食 ，如安在书包限重5斤的前提下选出“美好值”最高的组合 ？这个生活化问题正是“背包问题”的简化版。当物品数量超越必定规划后 ，即运用最先进的核算机也需消耗天文数字时刻求解 ，而核算杂乱度下限便是处理问题所需的最少时刻 。
据介绍 ，在10余年三维伊辛模型研讨工作的基础上 ，张志东建立起“背包问题”与自旋玻璃三维伊辛模型的联络 ，依据两个问题的联系确认“背包问题”的核算杂乱度下限 。
自旋玻璃是一种特别磁性材料，其间的微观磁针（自旋）像一群闹别扭的小朋友 ，有的固执向上，有的坚持向下 。张志东把“背包问题”中每个物品的“拿或不拿”对应为磁针的“向上或向下” ，而寻觅最优解相当于在这群相互拉扯的“磁针小朋友”中找到最省力的摆放方法（最低能量状况）。
研讨发现微观磁针摆放的杂乱羁绊结构就像被猫抓乱的毛线团 ，是导致核算困难的中心 。张志东找出了这种羁绊结构的最小单位，即“肯定极小中心模型” ，它就像毛线团里最要害的那个结 ，刚好卡在NP完全问题与NP中心问题的分界线上 。据此 ，张志东进一步构建核算杂乱度相图，初次清晰NP完全问题与稍简略的NP中心问题的分界线 ，然后确认杂乱度下限 ，证明最优算法的时刻杂乱度至少为（1+无限小）的N次方 ，明显优于现有算法。
这项研讨打破了传统认知 ，证明NP完全问题存在亚指数级算法 ，并初次准确确认了“背包问题”的核算速度极限 。业界专家称 ，该研讨的定论能够直接推广应用 ，处理核算机 、物理 、化学 、生物 、数学以及材料科学范畴一系列相关基础科学问题 。
《光明日报》（2025年05月30日 08版） 。