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OR-AND-MOD电路最小电路尺寸问题的NP-harrdness。 (英语) Zbl 1441.68074号

Servedio,Rocco A.(编辑),第33届计算复杂性会议,CCC 2018,2018年6月22日至24日,美国加利福尼亚州圣地亚哥。Wadern:Schloss Dagstuhl–Leibniz Zentrum für Informatik。LIPIcs–莱布尼茨国际程序。通知。102,第5条,第31页(2018年)。
摘要:最小电路尺寸问题(MCSP)要求计算给定真值表的最小布尔电路的尺寸。这是NP中的一个突出问题,人们认为这是一个困难的问题,但还没有找到证明NP-harderness的证据。大量的工作已经证明了这个问题的中心作用及其在不同领域的变化,例如密码学、去域化、证明复杂性、学习理论和电路下限。
通过以下公式证明了计算与给定真值表一致的DNF公式中最小项数的NP-hard性W.J.Masek(马塞克)[“一些NP完备集涵盖了问题”,未发表的手稿(1979年)]。在这项工作中,我们在显示更具表达性的电路类的NP硬度方面取得了第一个进展,并为OR-and-\(\mathrm)形式的depth-3电路的MCSP问题建立了一个类似的结果{模式}_2\). 我们的技术扩展到了\(\mathrm的NP-harrdness结果{修改}_m\)来自\((\mathbb{Z}/m\mathbb{Z})^n\)的输入下底层的门。
关于整个系列,请参见[Zbl 1390.68026号].

数学溢出问题:

有限模的双正交补

MSC公司:

2017年第68季度 问题的计算难度(下界、完备性、近似难度等)
2006年第68季度 作为计算模型的网络和电路;电路复杂性

软件:

数学溢出
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全文: 内政部

参考文献:

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[6] :公式中有27个(非输入)门。8更准确地说,我们采用了第3.1节定理8的证明,并表明该问题在随机约简下也是NP-hard问题。由于Z{it}{itp}是域Z{itp{上的向量空间,我们可以定义仿射子空间的维数:对于线性子空间{itH}{itt}{itp},让dim({itH})表示{itH{的维数,让codim;然后,对于任何{it a}∈Z{it t}{it p},将仿射子空间{it H}+{it a}的维数定义为dim({it H}+{it a}):=dim({it H}),以及codim({it H}+{it a}):=dim({it H})。请注意,这一概念定义明确。使用维数,我们可以表征AND°MOD{\it p}公式中的门数。
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[8] :24
[9] :25
[10] :29我们首先通过对{itr}:=2{itt}+2使用定理25得到了Z{itm}的{itr{维线性子空间的散射集合({itL}{itx}∈{itf}−1(*)。然后我们定义{它g}:Z2{它t}+2{它s}{它m}→{0{它,}1}为{它f}({它x})({itx,y,z,w}):=1(如果{itf}({itx})=*并且{ity}∈{itL}{itx{})0(否则)对于任何(({\itx,y}){\it,}({\it z,w}))∈(z{\its}{\itm}×z{\it}{\it m})2。
[11] :28
[12] :26
[13] :31 2DNFMOD{\it m}({\it f})是{\it K}的2因子近似;也就是说,{it-K}≤2·DNFMOD{it-m}({it-f})≤2{it-K}。另一方面,算法{\itA}的保证意味着DNFMOD{\itm}({\itg})≤{\itg}≤DNFMOD{\itm}itg}e|{itf}−1(*)|≤({itγ/}6)loglog|{it g}|·({it K}+1)因此,对于足够大的{itn}和非平凡的实例(即{itk}≥1),{itB}输出的值e{itK}近似于{itk{在因子2·({itgγ/}6)loglog|{itg}|≤({itkγ/}3)·(log{itr}({itn})+loglog{itn{itO}(1)))≤({itγ/}3)·loglog{it n}第页。J最后,我们注意到当{it m}是素数时,可以设计一个近似因子为{it O}(log|{it f}|)的DNFMOD{it m{({it f{)的拟多项式时间近似算法。
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