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9 关系: 复杂性类，BPP (複雜度)，BQP (複雜度)，EXPTIME，量子计算机，P (複雜度)，RP (複雜度)，機率圖靈機，時間譜系理論。
复杂性类
在計算複雜度理論中，一個複雜度類指的是一群複雜度類似的問題的集合。一個典型的複雜度類的定義有以下--： 例如'''NP'''類就是一群可以被一非確定型圖靈機以多項式時間解決的決定型問題。而P類則是一群可以被確定型圖靈機以多項式時間解決的決定型問題。某些複雜度類是一群函式問題（Function problem）的集合，例如'''FP'''。 許多複雜度類可被描述它的數學邏輯（mathematical logic）特徵化，請見可描述的複雜度（descriptive complexity）。 而Blum公理用於不需實際計算模型就可定義複雜度類的情況。.
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BPP (複雜度)
在計算複雜度理論裡面，BPP是在多項式時間內以概率圖靈機解出的問題的集合, 並且對所有的輸入，輸出結果有錯誤的概率在1/3之內。BPP這個簡寫代表"Bounded-error"(有限錯誤)，"Probabilistic"(機率的)，"Polynomial time"(多項式時間)。 要是一個問題在BPP集合裡面，則存在一個演算法，此演算法允許轉硬幣作隨機的決定，並在多項式時間內結束。 對這個演算法的任何輸入，他都要在小於1/3的錯誤概率之下給出正確判斷，不論這一個問題的答案是"正確"或者"錯誤"。 在這裡定義裡面的1/3是任意給定的。它可以是在 0 與 1/2(不包含0與1/2自身) 之間的 任意常數而BPP集合維持不變(當然這個常數必須跟輸入值為何無關)。原因在於，雖然這演算法有錯誤的機率，但是只要我們多進行幾次演算法，那多數的答案都是錯誤的機率會呈現指數衰減.
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BQP (複雜度)
在計算複雜度理論內，有限錯誤量子多項式時間（bounded error quantum polynomial time，BQP）是一個決定性問題的複雜度類，並且其內的問題可以在多項式時間內以量子電腦解決，錯誤的機率小於1/3。BQP也可以視為是複雜度類BPP的量子電腦版。 換句話說，對BQP裡面的問題，存在一個使用量子電腦的演算法（量子演算法）花費多項式時間運作，並且有很高的機率回答正確的答案。對任何狀況，回答錯誤答案的機率小於三分之一。 與其他「有限錯誤」的機率演算法相同，這裡所提到的1/3是一個比較隨意的定義。如果原本演算法的錯誤機率比較大，我們可以運作多次該演算法，然後取多數回答正確的答案以取得比較高的準確率。詳細的分析顯示錯誤的下限可以高達1/2 − n−c或者低達2−nc，所包含的題目範圍均不會有變化。這裡c是一個正數的常數，n是輸入的長度。.
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EXPTIME
在計算複雜性理論裡面，EXPTIME（有時稱作EXP）這個複雜度類是一些決定型問題的集合，這些問題可以使用圖靈機在O(2p(n))的時間內解決，這裡的p(n)代表的是n的某個多項式。 用DTIME來定義，則是 我們已經知道 另外，根據時間譜系理論（time hierarchy theorem）以及空間譜系理論（space hierarchy theorem）， 所以至少第一條包含關係中，前三個包含關係中的一個，以及後三個包含關係中的一個，必然是完整包含（沒有相等可能），但是我們還不知道那一個是。多數人相信這一些複雜度類全部都不相等。另外我們已知如果，則，這裡的NEXPTIME是在指數時間內可以使用非確定型圖靈機解決的問題。更精確的說，EXPTIME ≠ NEXPTIME若且唯若存在一個稀疏語言，在NP裡面且不在P內。 EXPTIME也可以用空間的方式來定義，等同於APSPACE這個複雜度類。APSPACE的意思是包含了所有可以用交替式圖靈機在多項式空間內解決的問題。這種定義方式也是一種看出PSPACE \subseteq EXPTIME的方式，因為已知交替式圖靈機至少跟確定型圖靈機計算能力一樣。 EXPTIME是指數譜系（exponential hierarchy）內的其中一個複雜度類。2-EXPTIME這個複雜度類則使用類似EXPTIME的定義方式，但是使用雙指數函數（Double exponential function）的時間限制2^。使用類似方式可以類推出更高的時間上限。.
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量子计算机
量子计算机（quantum computer）是一种使用量子邏輯進行通用計算的設備。不同於电子计算机（或稱傳統電腦），量子計算用來存儲數據的對象是量子比特，它使用量子演算法來進行數據操作。马约拉纳费米子反粒子就是自己本身的属性，或许是令量子计算机的制造变成现实的一个关键。.
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P (複雜度)
在計算複雜度理論中，P 是在複雜度類問題中可於決定性圖靈機以多項式量級（或稱多項式時間）求解的決定性問題。 P通常表示那類可以"有效率地解決"或"溫馴"的可計算型問題，就算指數級非常高也可以算作"溫馴"，例如RP與BPP問題。當然P類存在很多現實處理上一點也不溫馴的問題，例如一些至少需要n1000000指令來解決的問題。很多情況下存在著更難的複雜度問.
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RP (複雜度)
在複雜度理論內，RP（"隨機多項式時間"）是一個有關機率圖靈機的複雜度類，並且存在以下特性：.
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機率圖靈機
在計算複雜性理論內，機率圖靈機是一個非決定型圖靈機，在每個轉折點根據某種概率分佈隨機選擇某種可行的轉變(transition)。 在轉變是均勻分佈機率的例子裡面，我們可以定義為決定型圖靈機多了一個新增的"寫入"指令，這一個寫入指令的值是所有圖靈機能用符號的均勻分佈機率選擇出的符號 (概括地說，這個寫入指令以相同的機率在紙帶上面寫入'1'或者'0'。) 另一個常用的定義是多了一條隨機紙帶，上面佈滿了許多隨機位元值的確定型圖靈機。 所以，機率圖靈機可以有隨機的結果(與決定型圖靈機不同)；給定一個輸入和一個狀態機，機器運作的時間長度會不同，或者甚至不會停止； 甚至，這機器可能在這一次操作下回傳為接受，下一次相同的輸入值卻回傳為拒絕。 因此如何去理解被一個機率圖靈機接受字串的方式可以用許多不同的方式定義。 同時也有許多種因為我們對accept方式的不同，而產生了許多的多項式時間隨機複雜度類，包含了 RP，Co-RP，BPP and ZPP。 如果我們把多項式時間的限制改成對數空間的限制，我們則有了跟上面雷同的RL，Co-RL，BPL，和ZPL。如果我們同時限制兩者，則有了RLP，Co-RLP，BPLP，和ZPLP。 隨機計算對於定義大多數的交互式證明系統也是極為重要的，因為驗證者機器需要隨機性來避免被全能的證明者預測或者欺騙。 例如說，IP這個類別等同 PSPACE，但是如果把驗證者的隨機性移除，我們就只有NP，一個一般而言相信(但尚未證明)是比起IP要小的複雜度類。 複雜度理論的其中一個重點問題是：是否隨機性增加了演算法的能力？ 換句話說，是否有問題在多項式時間內可以以概率圖靈機解決但是不能以決定型圖靈機解決？或者是決定型圖靈機可以在至多只有多項式時間的變慢之下，完全的模仿隨機圖靈機的動作？現今的研究者大部分相信後者，這同時可以推出 P.
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時間譜系理論
在計算複雜度理論內，時間譜系理論（Time hierarchy theorems）是一個有關圖靈機時間限制上面一個重要的理論。用不大正式的說法解釋，這理論告訴我們圖靈機在給予更多時間之後，保證能解決更多的問題。 舉例：必然存在問題是圖靈機可以用n2的時間解決，但是不能用n的時間解決。.
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