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通过硬币问题给出了\(\mathrm{AC}^0[\oplus]\)的一个固定深度大小层次定理。 (英语) 兹比尔1525.68045

摘要:在本文中,我们证明了固定深度尺寸层次定理对于制服\(\mathrm{AC}^0[\oplus]\)。特别地,我们证明了对于任何固定的(d)和整数参数(k),类(mathcal{C}(C)_具有深度(d)和大小(n^k)统一公式的函数的{d,k}构成了无限层次结构。我们通过展示第一类函数,这些函数具有大小为(n^k)的统一公式,但没有大小小于(n^{varepsilon_0k})的公式。统一公式用于求解\(delta)-硬币问题这是区分概率为\(1+\delta)/2\或\(1-\ delta)/2,\)的头像硬币的计算问题,其中\(\ delta \)是一个将要\(0)的参数。我们研究了这个问题的复杂性,并在上限和下限方面取得了进展。关于上界,对于任何常数(d\geq 2),我们表明制服单调(mathrm{AC}^0)公式(即仅由AND和OR门组成)解决了具有深度(d)、大小(exp(O(d\cdot(1/\delta)^{1/(d-1)}))和样本复杂性(即输入数)(mathop{operatorname{poly}}(1/\delta))的(delta)硬币问题。这与之前的上限匹配R.奥唐纳K.Wimmer公司【法学注释计算科学4596,195–206(2007;Zbl 1171.94382号)]和K.天野之弥【Lect.Notes Compute.Sci.5555,59–70(2009年;Zbl 1248.68193号)] 就尺寸而言(这是最佳的),而改善样本复杂度从\(\exp(O(d\cdot(1/\delta)^{1/(d-1)}))到\(\mathop{\operatorname{poly}}(1/\delta))。改进的样本复杂度对于证明规模层次定理至关重要。关于下限,我们表明,即使对于\(mathrm{AC}^0[\oplus]\)公式(也允许使用NOT和奇偶门)的显著更强的模型,前面的上界也几乎是紧的(就大小而言):形式上,我们表明任何\(mathr m{AC{AC}^0[\ oplus]\)公式都可以求解\(delta \)-硬币问题必须有大小\(\exp(\Omega(d\cdot(1/\delta)^{1/(d-1)}))\)。这加强了R.沙利蒂尔E.维奥拉[SIAM J.Compute.39,No.7,3122-3154(2010;Zbl 1214.68175号)], 证明了\(mathrm{AC}^0[\oplus]\)电路的\(exp(\Omega((1/\delta)^{1/(d+2)}))下界,以及G.科恩等【LIPIcs–莱布尼茨国际诉讼通知》28、618–629(2014;Zbl 1360.68460号)],显示了\(mathrm{AC}^0)电路的\(exp(\Omega((1/\delta)^{1/(d-1)}))下限。上界是一种去随机化,涉及使用Janson不等式和基于经典多项式的组合设计的扩展。对于下界,我们证明了\(mathbb)上多元多项式的最优(直至常数因子)度下界{F} _2\)解决(delta)硬币问题,这可能是一个独立的兴趣。

MSC公司:

2006年第68季度 作为计算模型的网络和电路;电路复杂性
2015年第68季度 复杂性类(层次结构、复杂性类之间的关系等)
2017年第68季度 问题的计算难度(下限、完备性、近似难度等)
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