Rozważ niepusty język ciągów binarnych o długości . Mogę opisać za pomocą obwodu logicznego z wejściami i jednym wyjściem takim, że jest prawdą, iff : jest to dobrze znane.n L C n C ( w ) w ∈ L.
Jednakże, chce reprezentować z logicznego obwodu z wyjść i pewną liczbę wejść, powiedzmy , tak, że zbiór wartości wyjściowych dla każdego z możliwe wejścia jest dokładnie .C ′ n C ′ 2 m L.
Biorąc pod uwagę , jak mogę znaleźć taki obwód o minimalnej wielkości i jaka jest złożoność? Czy istnieje związek między znanymi granicami dotyczącymi wielkości obwodów pierwszego rodzaju ( ) i obwodów drugiego rodzaju ( ), lub złożoność ich znalezienia?C ′ C C ′
(Zauważmy, że istnieje jakiś rodzaj dualizmu w następującym sensie: podany , mogę łatwo zdecydować, czy słowo wejścia jest w oceniając obwód, ale jest NP-trudne w ogóle znaleźć jakieś słowo znajdując przypisanie takie, że dane wyjściowe są prawdziwe. Biorąc pod uwagę , NP również trudno jest zdecydować, czy jakieś słowo wejściowe jest w ponieważ muszę sprawdzić, czy przypisanie daje jako wyjście, ale łatwo jest znaleźć jakieś słowo w , oceniając obwód na dowolnym dowolnym wejściu).w L L C ′ w L w L
Odpowiedzi:
Wskażę proste połączenie z niedeterministycznymi obwodami i krótko skomentuję twardość kryptograficzną.
W przypadku zdefiniuj złożoność obrazu, oznaczoną , jako minimalną liczbę bramek w dowolnym (fanin-dwa, AND / OR / NOT) obwodzie boolowskim , którego obraz jest . Pytanie dotyczy złożoności obliczeń , biorąc pod uwagę tabelę prawdy reprezentującą (ciąg długości ). i m c ( S ) C : { 0 , 1 } m → { 0 , 1 } n S i m c ( S ) S 2 nS.⊆ { 0 , 1 }n i m c ( S) do: { 0 , 1 }m→ { 0 , 1 }n S. i m c ( S) S. 2)n
Ponadto określenie niedeterministycznych obwodu złożoność z , który we''ll oznaczają , w zależności od obwodu najmniejszego niedeterministycznych przyjmowania dokładnie . Oznacza to, że wymagamy od aby iff . Jest to standardowe pojęcie używane do zdefiniowania niejednorodnej klasy : jest to klasa wszystkich zbiorów , z , takie jak .n c c ( S ) C ( x , y ) : { 0 , 1 } n + m ′ → { 0 , 1 } S C x ∈ S ∃ y : C ( x , y ) = 1 N P / p o l y S = { S n } n > 0S. n c c ( S) do( x , y) : { 0 , 1 }n + m′→ { 0 , 1 } S. do x ∈ S. . Y:C(x,y)=1 NP/poly S={Sn}n>0 n c c ( S n ) ≤ p o l y ( n )Sn⊆{0,1}n ncc(Sn)≤poly(n)
Chciałem zwrócić uwagę, że . Oba kierunki tej nierówności są łatwe do zweryfikowania.imc(S)=ncc(S)±O(n)
Niech oznacza deterministyczną złożoność obwodu. Korzystając z Razborova-Rudicha, artykuł, o którym wspomina Dai Le (z grubsza mówiąc tutaj), że przy pewnych założeniach kryptograficznych trudno jest pod względem obliczeniowym odróżnić tabele prawdy z małe od tabel prawdy naprawdę losowych ( z wartością prawie maksymalną). Losowe ma również prawie maksymalne, a my oczywiście mamy . Twój problem jest więc trudny przy tych samych założeniach.dcc(S) d c c ( S ) S d c c ( S ) S n c c ( S ) n c c ( f ) ≤ d c c ( f )S dcc(S) S dcc(S) S ncc(S) ncc(f)≤dcc(f)
Które jest trudniejsze do obliczenia, biorąc pod uwagę tabelę prawdy dla , lub ? Czy istnieje jakakolwiek obniżka? Nie wiemd c c ( S ) n c c ( S )S dcc(S) ncc(S)
źródło
Powinieneś rzucić okiem na ten artykuł Kabanetsa i Cai. Zacytuję streszczenie artykułu:
Chociaż wspomniany obwód oblicza funkcję F : { 0 , 1 } m → L , możemy go traktować jako ciąg obwodów C ′ 1 , C ′ 2 , … , C ′ n , gdzie C ′ i oblicza bit wyjściowy . Ponieważ każde oblicza funkcję logiczną , minimalizując obwodydo′ fa: { 0 , 1 }m→ L. do′1, C.′2), … , C′n do′ja F C ′ i { 0 , 1 } m → { 0 , 1 } C ′ ijat godz fa do′ja { 0 , 1 }m→ { 0 , 1 } do′ja wydaje się trudne według powyższego wyniku.
źródło