A max-flow algorithm for positivity of Littlewood-Richardson coefficients

Littlewood-Richardson coefficients are the multiplicities in the tensor product decomposition of two irreducible representations of the general linear group GL(n,C). They have a wide variety of interpretations in combinatorics, representation theory and geometry. Mulmuley and Sohoni pointed out that it is possible to decide the positivity of Littlewood-Richardson coefficients in polynomial time. This follows by combining the saturation property of Littlewood-Richardson coefficients (shown by Knutson and Tao 1999) with the well-known fact that linear optimization is solvable in polynomial time. We design an explicit combinatorial polynomial time algorithm for deciding the positivity of Littlewood-Richardson coefficients. This algorithm is highly adapted to the problem and it is based on ideas from the theory of optimizing flows in networks. Résumé. Les coefficients de Littlewood-Richardson sont les multiplicités dans la décomposition du produit tensoriel de deux représentations irréductibles du groupe général linéaire GL(n,C). Ces coefficients ont plusieurs interprétations en combinatoire, en théorie des représentations et en géométrie. Mulmuley et Sohoni ont observé qu’on peut décider si un coefficient de Littlewood-Richardson est positif en temps polynomial. C’est une conséquence de la propriété de saturation des coefficients de Littlewood-Richardson (démontrée par Knutson et Tao en 1999) et le fait bien connu que la programmation linéaire est possible en temps polynomial. Nous décrivons un algorithme combinatoire pour décider si un coefficient de Littlewood-Richardson est positif. Cet algorithme est bien adapté au problème et il utilise des idées de la théorie des flots maximaux sur des réseaux. 2000 Mathematical Subject Classification. Primary 05E05. Secondary 90 C27.