Czytam dodatek na temat dolnych granic ACC dla NEXP w książce Arora i Barak's Computational Complexity . http://www.cs.princeton.edu/theory/uploads/Compbook/accupt.pdf Jednym z kluczowych lematów jest transformacja z obwodów w wielomianowe wielomianowe nad liczbami całkowitymi o stopniu polilogarytmicznym i quasipolynomialnym współczynnikami lub równoważnie , klasa obwodów S Y M + , która jest klasą głębokości dwóch obwodów z quasipolomomicznie wieloma bramkami AND na swoim dolnym poziomie z polilogarytmicznym wachlowaniem i symetryczną bramką na najwyższym poziomie.
W dodatku do podręcznika ta transformacja składa się z trzech etapów, przy założeniu, że zestaw bramek składa się z OR, mod , mod 3 i stałej 1 . Pierwszym krokiem jest zmniejszenie wachlarza bramek OR do porządku polilogarytmicznego.
Używanie Bitny-Vazirani Isolation lematu Autorzy otrzymują podanej OR bramy przez wejść postaci O R ( x 1 , . . . , X 2 k ) ,, jeżeli odbiór h być parami niezależne hash , od [ 2 k ] do { 0 , 1 } , a następnie dla każdego niezerowego x ∈ { 0 , 1 } 2 k , z prawdopodobieństwem co najmniej 1 / ( będzie utrzymywał, że Σ i : h ( i ) = 1 x i mod 2 .
Nie jest prawdopodobieństwo co najmniej 1 / 2 ? Wydaje się, że 1 / 10 k jest słaby dolny.
Drugim krokiem jest przejście do bram arytmetycznych i spychanie mnożników w dół. W tym kroku przekształcimy obwody boolowskie z danym ciągiem wejściowym binarnym na obwód arytmetyczny z wejściem całkowitym.
Tutaj zauważyć, że otrzymuje się 1 - x 1 x 2 ⋯ x K i M O D P ( x 1 , . . . , X k ) jest zastąpiony przez ( Σ i = 1 , . . . , K x I ) p - za pomocą Małego Twierdzenia Fermata.
Dlaczego ta wymiana daje równoważny obwód ?
źródło
Odpowiedzi:
W rzeczywistości odpowiedź brzmi „nie”. (Byłoby to posiada z prawdopodobieństwem co najmniej 1 / 2 - ε , jeśli pracowały z ε -biased rodziny mieszania, a nawet za pomocą ε -biased mieszania funkcje dają sposób na poprawę parametrów konstrukcji. Ale niezależność parami niekoniecznie musi być niezależna ε ).Σi:h(i)=1ximod 2=1 1/2−ε ε ε ε
Wygląda na to, że brakuje im tutaj dodatkowego kroku. Aby zastosować Valiant-Vazirani bezpośrednio, musisz również losowo wybrać zakres funkcji skrótu. Zamiast wybierać losowe niezależne od par h : [ 2 k ] → { 0 , 1 } , wydaje się, że należy wybrać losowe ℓ ∈ { 2 , … , k + 1 }, a następnie wybrać losowe h niezależne od par h : [ 2 k ] → { 0 , 1 } ℓh:[2k]→{0,1} ℓ∈{2,…,k+1} h:[2k]→{0,1}ℓ . (Tutaj celowo używam oświadczenia Valiant-Vazirani Arory-Baraka, znalezionego na stronie 354.) Niech jest liczbą x i = 1 . Valiant-Vazirani mówi, że jeśli wybrałeś ℓ tak, że 2 ℓ - 2 ≤ s ≤ 2 ℓ - 1 , to prawdopodobieństwo, że Σ i : h ( i ) = 1 x i = 1s xi=1 ℓ 2ℓ−2≤s≤2ℓ−1 Σi:h(i)=1xi=1 (powyżej liczb całkowitych!) Wynosi co najmniej .1/8
Więc wybierając losowe i losowe niezależne parami h : [ 2 k ] → { 0 , 1 } ℓ , wtedy masz prawdopodobieństwo co najmniej 1 / ( 8 k ), że Σ i : h ( i ) = 1 x i mod 2 = 1 . Aby zasymulować losowy wybór ℓ (w końcu ich liczba jest logarytmiczna w 2 k ), więc prawdopodobieństwo sukcesu staje się co najmniejℓ h:[2k]→{0,1}ℓ 1/(8k) Σi:h(i)=1ximod 2=1 ℓ w obwodzie, możesz po prostu wziąć nad wszystkie możliwe ℓOR ℓ 2k ponownie. Więc zamiastfunkcji skrótu O ( k log s ) z zakresem { 0 , 1 } , będziesz chciał O ( k ) różnych zestawów funkcji skrótu (każdy zestaw ma inny zakres), z1/8 O(klogs) {0,1} O(k) funkcjami skrótu O ( log s ) w każdym zestawie.O(logs)
źródło