In the combinatorial-action contract model (Dütting et al., FOCS'21) a principal delegates the execution of a complex project to an agent, who can choose any subset from a given set of actions. Each set of actions incurs a cost to the agent, given by a set function $c$, and induces an expected reward to the principal, given by a set function $f$. To incentivize the agent, the principal designs a contract that specifies the payment upon success, with the optimal contract being the one that maximizes the principal's utility. It is known that with access to value queries no constant-approximation is possible for submodular $f$ and additive $c$. A fundamental open problem is: does the problem become tractable with demand queries? We answer this question to the negative, by establishing that finding an optimal contract for submodular $f$ and additive $c$ requires exponentially many demand queries. We leverage the robustness of our techniques to extend and strengthen this result to different combinations of submodular/supermodular $f$ and $c$; while allowing the principal to access $f$ and $c$ using arbitrary communication protocols. Our results are driven by novel equal-revenue constructions when one of the functions is additive, immediately implying value query hardness. We then identify a new property -- sparse demand -- which allows us to strengthen these results to demand query hardness. Finally, by augmenting a perturbed version of these constructions with one additional action, thereby making both functions combinatorial, we establish exponential communication complexity.


翻译:在组合行动合约模型(Dütting等人,FOCS'21)中,委托人将复杂项目的执行委托给代理人,代理人可以从给定行动集中选择任意子集。每个行动子集通过集合函数$c$对代理人产生成本,并通过集合函数$f$为委托人带来期望收益。为激励代理人,委托人设计一份合约,规定成功时的支付金额,最优合约即最大化委托人效用的合约。已知在仅能进行价值查询时,对于次模函数$f$和加性函数$c$,无法获得常数近似解。一个核心开放问题是:该问题在需求查询下是否可解?我们对此给出了否定答案,证明对于次模函数$f$和加性函数$c$,寻找最优合约需要指数级数量的需求查询。我们利用方法的鲁棒性,将结果扩展并强化至次模/超模函数$f$和$c$的不同组合情形,同时允许委托人通过任意通信协议访问$f$和$c$。我们的结果源于当其中一个函数为加性函数时构建的新颖等收益结构,这直接推导出价值查询的困难性。随后,我们提出一种新特性——稀疏需求,借此将结果强化至需求查询困难性。最后,通过在扰动版构造中增加一个额外行动使两个函数均变为组合函数,我们建立了指数级通信复杂度。

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