Given an integer $n\geq 1$ and an irreducible character $\chi_{\lambda}$ of $S_{n}$ for some partition $\lambda$ of $n$, the immanant $\mathrm{imm}_{\lambda}:\mathbb{C}^{n\times n}\to\mathbb{C}$ maps matrices $A\in\mathbb{C}^{n\times n}$ to $\mathrm{imm}_{\lambda}(A)=\sum_{\pi\in S_{n}}\chi_{\lambda}(\pi)\prod_{i=1}^{n}A_{i,\pi(i)}$. Important special cases include the determinant and permanent, which are the immanants associated with the sign and trivial character, respectively. It is known that immanants can be evaluated in polynomial time for characters that are close to the sign character: Given a partition $\lambda$ of $n$ with $s$ parts, let $b(\lambda):=n-s$ count the boxes to the right of the first column in the Young diagram of $\lambda$. For a family of partitions $\Lambda$, let $b(\Lambda):=\max_{\lambda\in\Lambda}b(\lambda)$ and write Imm$(\Lambda)$ for the problem of evaluating $\mathrm{imm}_{\lambda}(A)$ on input $A$ and $\lambda\in\Lambda$. If $b(\Lambda)<\infty$, then Imm$(\Lambda)$ is known to be polynomial-time computable. This subsumes the case of the determinant. On the other hand, if $b(\Lambda)=\infty$, then previously known hardness results suggest that Imm$(\Lambda)$ cannot be solved in polynomial time. However, these results only address certain restricted classes of families $\Lambda$. In this paper, we show that the parameterized complexity assumption FPT $\neq$ #W[1] rules out polynomial-time algorithms for Imm$(\Lambda)$ for any computationally reasonable family of partitions $\Lambda$ with $b(\Lambda)=\infty$. We give an analogous result in algebraic complexity under the assumption VFPT $\neq$ VW[1]. Furthermore, if $b(\lambda)$ even grows polynomially in $\Lambda$, we show that Imm$(\Lambda)$ is hard for #P and VNP. This concludes a series of partial results on the complexity of immanants obtained over the last 35 years.
翻译:以整数 $\ geq 1 美元和不可复制的性能 $\ chi= lambda 美元, 美元 美元 一些分区 $\ 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 升, 升, 美元, 升, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元。 重要的特殊案例包括确定性和永久性, 与符号和微小字符有关。 众所周知, 印数可以以百年时间来评估接近签名的字符 : 以美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元, 美元,