Apa contoh bagaimana ketidakseragaman dapat bermanfaat?

9

Saya ingin tahu tentang cara di mana Anda telah melihat ketidakseragaman berguna dalam perhitungan. Salah satu caranya adalah keacakan, seperti dalam , dan yang lainnya adalah tabel pencarian yang digunakan untuk menunjukkan bahwa semua bahasa memiliki sirkuit yang tidak seragam.BPPP/halHaily

Secara khusus, saya tertarik pada cara-cara agar objek diketahui ada melalui metode probabilistik dan metode bukti non-konstruktif (atau tidak cukup konstruktif) lainnya dapat dimanfaatkan dengan menggunakan ketidak-seragaman. Saya lebih suka contoh-contoh itu alami, bukan dibuat-buat. Untuk menjadi jelas, rangkaian untuk masalah yang dibuat bisa menjadi seperti: diberikan beberapa bahasa , saya membuat sirkuit ukuran polinomial dengan menghitung beberapa fungsi yang sangat sulit f ( | x | ) menggunakan saran saya dan menanyakan apakah f ( | x | ) n / | f ( | x | ) |L.Pf(|x|) .f(|x|)n/|f(|x|)|xL.

Samuel Schlesinger
sumber
Jadi dengan "berguna", saya kira maksud Anda secara signifikan mengurangi sumber daya yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah? misalnya sirkuit tidak seragam yang secara signifikan lebih kecil daripada yang seragam, atau mesin turing dengan saran yang berjalan lebih cepat daripada yang tanpa saran?
usul
Ini setara, bukan? Maksud saya benar-benar bermanfaat seperti dalam "digunakan untuk membuktikan sesuatu yang menarik",
Samuel Schlesinger
Saya kira saya akan membayangkan bahwa semua hal menarik yang Anda buktikan menggunakan ketidakseragaman pada dasarnya akan jatuh ke dalam apa yang Anda katakan, kecuali bahwa mungkin sirkuit akan lebih baik daripada yang dikenal seragam, tetapi tidak lebih baik daripada yang mungkin
Samuel Schlesinger

Jawaban:

11

Contoh saya seperti adalah argumen bahwa dengan menghitung string dalam bahasa (lihat misalnya https://blog.computationalcomplexity.org/2004/01/little-theorem.html ) .NEcHaiNE/(n+1)

Emil Jeřábek
sumber
Ini bagus, karena tidak bergantung pada metode probabilistik atau tabel pencarian. Terima kasih untuk ini.
Samuel Schlesinger
(Perhatikan bahwa jika panjang saran-string harus sama persis, maka tidak cukup jelas kerja (dan saya tidak melihat cara untuk menunjukkan bahwa ia bekerja, jelas-atau-tidak).)n
Saya pikir kelas saran biasanya tidak didefinisikan untuk memiliki panjang saran yang tepat @ RickyDemer
Samuel Schlesinger
Juga, saya tidak dapat melihat ini dalam upaya saya sejauh ini, jadi jika seseorang dapat memberikan referensi atau menyebutkan cara melihatnya, saya akan menghargainya
Samuel Schlesinger
1
@SamuelSchlesinger: Sementara P / poly atau C / log (untuk setiap kelas C) biasanya didefinisikan dengan panjang saran hingga besar-Oh, itu tidak selalu benar. Beberapa hasil menggunakan jumlah bit saran yang tepat (kadang-kadang sekecil 1!).
Joshua Grochow
10

Salah satu contohnya adalah . Teorema ini dibuktikan oleh Reinhardt dan Allender dalam makalah mereka "Making Nondeterminism Unambiguous" . Tanpa membahas rinciannya, saran dalam algoritme mereka terdiri dari urutan penugasan tepi-berat sehingga untuk setiap digraf G yang disandikan oleh string n- bit, beberapa penugasan dalam urutan membuat G "min-unique". Urutan seperti itu dapat terbukti ada dengan metode probabilistik. Kontribusi utama Reinhardt dan Allender adalah untuk memberikan algoritma ruang-log yang tidak ambigu untuk menentukan tugas yang mana dalam urutan yang bekerja untuk digraf G tertentu.NL.UL./poliGnGGdan untuk memutuskan konektivitas - t pada digraf min-unik.st

Seperti , itu menduga bahwa nonuniformity sebenarnya tidak diperlukan di sini, yaitu, itu menduga bahwa N L = U L .BPPP/poliNL.=UL.

William Hoza
sumber
6

Saya tidak yakin apakah itu sesuai dengan apa yang Anda cari, tetapi ada beberapa hasil yang membuktikan teorema hierarki untuk kelas kompleksitas semantik dengan sedikit nasihat, di mana tidak ada teorema hierarki yang diketahui tanpa saran. Contoh paling terkenal adalah BPP, yang kita tidak tahu teorema hierarki, tetapi Fortnow dan Santhanam menunjukkan satu ada dengan sedikit nasihat (membangun pada hasil dari Barak yang menggunakan lebih banyak saran). Artikel oleh Melkebeek dan Pervyshev ini memberikan referensi dan sejarah, dan teorema yang tampaknya merangkum yang sebelumnya.

Sasho Nikolov
sumber
P/lHaig
@ Turbo Adalah klaim Anda bahwa BPP / 1 sama dengan BPP. Cobalah untuk menuliskan bukti dan Anda harus dapat dengan mudah melihat sendiri di mana ini salah
Sasho Nikolov