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TR17-170 | 2017年11月6日11:49

模拟战胜富裕:新的数据结构下限

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摘要:

我们开发了一种在非对称通信环境中证明下限的技术,这是一个模型,它被引入了米尔特森(STOC'94)和米尔特逊、尼桑、萨夫拉和威格德森(STOC'95)的著名著作中。我们的技术的核心是一个新的模拟定理:Alice得到$p乘以n$矩阵$x$超过$mathbb F_2$,Bob得到向量$y。Alice和Bob需要为布尔函数$f:\{0,1\}^p\to\{0.1\}$计算$f(x\cdot y)$。我们的仿真定理表明,对于这个问题,存在一个确定性/随机通信协议,Alice和Bob的代价分别为$C\cdot n$和$C$,当且仅当存在一个代价为$Theta(C)$的确定性/随机奇偶决策树来评估$f$时。

作为该技术的应用,我们获得了以下结果:

1.$\mathbb F_2$上Vector-Matrix-Vector乘积问题的随机数据结构方案的第一个强下界。此外,即使数据结构方案比随机猜测具有微小优势,我们的方法也会产生强大的下界。

2.正交向量计数的两个自然布尔变量的随机数据结构方案的第一下界。

3.我们构造了一个非对称通信问题,并获得了它的一个确定性下限,该下限可证明优于Miltersen等人(STOC'95)的经典Richness方法所获得的任何下限。这似乎是Richness方法在证明确定性下限方面的第一个已知限制。



国际标准编号1433-8092|印记