Jakie są przykłady tego, jak niejednolita może być przydatna?

9

Ciekawi mnie, w jaki sposób niejednorodność okazała się przydatna w obliczeniach. Jednym ze sposobów jest losowość, jak wBPPP/poly, a kolejnym są tabele przeglądowe, które służą do pokazania, że ​​wszystkie języki mają niejednolite obwody.

W szczególności interesują mnie sposoby, w jakie obiekty, o których wiadomo, że istnieją za pomocą metody probabilistycznej i innych niekonstruktywnych (lub niewystarczająco konstruktywnych) metod dowodowych, można wykorzystać przy użyciu niejednorodności. Wolałbym, żeby przykłady były naturalne, a nie wymyślone. Mówiąc wprost, obwód dla wymyślonego problemu może być czymś w rodzaju: biorąc pod uwagę jakiś językLP, Tworzę obwód wielkości wielomianowej, obliczając naprawdę trudną funkcję f(|x|) korzystając z moich rad i pytając, czy f(|x|)n/|f(|x|)|xL.

Samuel Schlesinger
źródło
Więc przez „przydatne” myślę, że masz na myśli znaczne zmniejszenie zasobów potrzebnych do rozwiązania problemu? np. nierównomierne obwody, które są znacznie mniejsze niż jednolite, lub maszyny Turinga z poradami, które działają znacznie szybciej niż jakiekolwiek bez porad?
usul
To są równoważne, nie? Naprawdę miałam na myśli pożyteczność, jak w „kiedyś udowodnić coś interesującego”
Samuel Schlesinger
Wydaje mi się, że wyobrażam sobie, że wszystkie interesujące rzeczy, które udowodnisz za pomocą niejednorodności, zasadniczo pasują do tego, co mówisz, z wyjątkiem tego, że może obwody będą lepsze niż znane jednolite, ale nie lepsze niż możliwe
Samuel Schlesinger

Odpowiedzi:

11

Przykładem, który podoba mi się, jest argument, że NEcoNE/(n+1)zliczając ciągi w języku (patrz np. https://blog.computationalcomplexity.org/2004/01/little-theorem.html ).

Emil Jeřábek
źródło
Jest to świetne, ponieważ nie opiera się na metodzie probabilistycznej ani tablicach przeglądowych. Dzięki za to.
Samuel Schlesinger
(Pamiętaj, że jeśli długość ciągu porad musi być dokładna, to nnie dość oczywiście pracy (i nie widzę żadnego sposobu, aby pokazać, że to działa, oczywiste-nor-nie)).
Myślę, że klasy porad zwykle nie są zdefiniowane tak, aby miały dokładną długość porady @RickyDemer
Samuel Schlesinger
Ponadto nie widzę tego w moich dotychczasowych próbach, więc jeśli ktoś mógłby podać referencję lub wspomnieć, jak to zobaczyć, byłbym wdzięczny
Samuel Schlesinger
1
@SamuelSchlesinger: Podczas gdy P / poly lub C / log (dla dowolnej klasy C) są zwykle definiowane z długością porady aż do dużej-Oh, nie zawsze jest to prawdą. Niektóre wyniki wykorzystują dokładną liczbę bitów porad (czasami tak małych jak 1!).
Joshua Grochow
10

Jednym z przykładów jest NLUL/poly. Twierdzenie to zostało udowodnione przez Reinhardta i Allendera w ich pracy „Czynienie niedeterminizmu jednoznacznym” . Bez wchodzenia w szczegóły rada w ich algorytmie składa się z sekwencji przypisań wagi krawędzi, tak że dla każdego wykresuG kodowane przez n-bit string, pewne przypisanie w sekwencji sprawia G„min-niepowtarzalny”. Taką sekwencję można wykazać za pomocą metody probabilistycznej. Głównym wkładem Reinhardta i Allendera było podanie jednoznacznych algorytmów przestrzeni logów w celu ustalenia, które przypisanie w sekwencji działa dla danego danego wykreślnikaG i do decydowania s-t łączność na minimografie digraph.

Jak z BPPP/poly, przypuszcza się, że niejednorodność nie jest tutaj faktycznie potrzebna, tzn. zakłada się, że NL=UL.

William Hoza
źródło
6

Nie jestem pewien, czy pasuje do tego, czego szukasz, ale istnieje kilka wyników potwierdzających twierdzenia o hierarchii dla klas złożoności semantycznej z jedną radą, w przypadku których żadne twierdzenie o hierarchii nie jest znane bez porady. Najbardziej znanym przykładem jest BPP, dla którego nie znamy twierdzenia o hierarchii, ale Fortnow i Santhanam pokazali, że istnieje z jedną radą (bazując na wyniku Baraka, który wykorzystał więcej rad). W tym artykule Melkebeek i Pervyshev podaje odniesienia i historię oraz twierdzenie, które wydaje się obejmować poprzednie.

Sasho Nikolov
źródło
Jeśli jest to tylko jeden bit, nie możemy po prostu go cyklicznie zmieniać P./losol?
T ....
@Turbo Czy twierdzisz, że BPP / 1 jest taki sam jak BPP. Spróbuj zapisać dowód i powinieneś być w stanie łatwo przekonać się, co się dzieje źle
Sasho Nikolov