×

高斯多项式的一个新的中心极限定理和分解,以及确定性近似计数的应用。 (英语) Zbl 1398.60040号

本文的第一个主要贡献是对高斯输入的次多项式的元组(p_1(x),ldots,p_r(x))的多维中心极限定理,它表明如果每个(p_i)都有“小特征值”(对于合适的定义),那么这个(r)的联合分布-元组在\(\mathbb{R}^R \)上收敛为高斯分布。证明的起点是一个著名的最近工作中的中心极限定理,该工作结合了Stein方法和Malliavin演算(例如,请参见[I.诺尔丁等人,《安娜·亨利·彭卡雷研究所》,普罗巴布。Stat.46,No.1,45-58(2010年;Zbl 1196.60035号)]). 该证明还使用了对称张量空间和多元高斯多项式之间的几何表示同构,允许作者使用张量代数中的工具和技术。
第二个主要贡献是高斯输入的低阶多线性多项式的分解定理,表明(直到一些小误差项)任何这样的多项式都可以用一个多项式来近似,该多项式可以分解为有界数量的多线性多项式,每个多项式都具有小的特征值(在上述中心极限定理的意义上)。这个结果需要仔细平衡分解中多项式的数量及其特征值的大小。
上述两个结果应用于一个近似计数问题。给定一个度(d)多项式(p:{-1,1)^n\mapsto\mathbb{R})和一个精度参数(varepsilon>0),作者给出了一个确定性算法,该算法输出一个值(tilde{v}),使得{v} -优先级(p(X)\geq0)|\leq\varepsilon),其中\(X)均匀分布在\(\{-1,1\}^n)上。该算法的运行时间为(O_{d,\varepsilon}(1)\cdot\text{poly}(n^d)),优于先前已知的算法。

MSC公司:

60F05型 中心极限和其他弱定理
87年第68季度 计算机科学中的概率(算法分析、随机结构、相变等)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Aaronson,S.:P(\stackrel{?}{=})NP。http://www.scottaaronson.com/papers/pnp.pdf。《数学中的开放问题》的早期版本,Nash,J.F.,Jr.,Rassias,M.Th.(编辑)(2017)·兹比尔1217.68157
[2] 阿隆,N;巴拜,L;Itai,A,最大独立集问题的快速简单随机算法,J.Algorithms,7567-583,(1985)·Zbl 0631.68063号 ·doi:10.1016/0196-6774(86)90019-2
[3] Aziz,H.,Paterson,M.,Leech,D.:设计加权投票游戏的有效算法。摘自:IEEE国际多主题会议,第1-6页(2007年)·Zbl 1234.68172号
[4] Ajtai,M.,Wigderson,A.:概率恒定深度电路的确定性模拟。摘自:第26届IEEE计算机科学基础研讨会(FOCS)论文集,第11-19页(1985)
[5] 阿达姆扎克,R;Wolff,P,具有高阶有界导数的非Lipschitz函数的集中不等式,Probab。理论关联。菲尔德,162,531-586,(2015)·Zbl 1323.60033号 ·doi:10.1007/s00440-014-0579-3
[6] Bhatia,R.:矩阵分析。施普林格,巴塞尔(2000)·Zbl 0863.15001号
[7] 布鲁尔,P;Major,P,高斯场非线性泛函的中心极限定理,J.Multivar。分析。,13, 425-441, (1983) ·Zbl 0518.60023号 ·doi:10.1016/0047-259X(83)90019-2
[8] Chatterjee,S,一种新的法向逼近方法,Ann.Probab。,36, 1584-1610, 07, (2008) ·Zbl 1159.62009号 ·doi:10.1214/07-AOP370
[9] Chatterjee,S,特征值波动和二阶Poincaré不等式,Probab。理论关联。字段,143,1-40,(2009)·Zbl 1152.60024号 ·doi:10.1007/s00440-007-0118-6
[10] 卡特赖特,D;Sturmfels,B,张量特征值的个数,线性代数应用。,432, 942-952, (2013) ·Zbl 1277.15007号 ·doi:10.1016/j.laa.2011年5月40日
[11] Carbery,A;Wright,J,凸体上多项式的分布不等式和(L^q)范数不等式,数学。Res.Lett.公司。,8,233-248,(2001年)·Zbl 0989.26010号 ·doi:10.41310/MRL.2001.v8.n3.a1
[12] De,A.,Diakonikolas,I.,Feldman,V.,Servedio,R.:Chow参数问题的近最优解和半空间的低权近似。摘自:第44届ACM计算机理论研讨会(STOC)会议记录,第729-746页(2012)·Zbl 1286.68187号
[13] De,A;迪亚科尼科拉斯,I;Servedio,RA,反Shapley值问题,ICALP,1266-277,(2012)·Zbl 1272.91047号
[14] De,A.,Diakonikolas,I.,Servedio,R.:二次多项式阈值函数的确定近似计数。手稿(2013)
[15] De,A.,Diakonikolas,I.,Servedio,R.:二次多项式阈值函数juntas的确定近似计数。手稿(2013)·Zbl 0776.60014号
[16] Diakonikolas,I.、Harsha,P.、Klivans,A.、Meka,R.、Raghavendra,P.,Servedio,R.A.、Tan,L.-Y.:限制多项式阈值函数的平均灵敏度和噪声灵敏度。收录于:STOC,第533-542页(2010年)·Zbl 1294.68083号
[17] Diakonikolas,I.,Kane,D.M.,Nelson,J.:有界独立愚人2级阈值函数。摘自:第51届IEEE计算机科学基础研讨会论文集,第11-20页(2010年)
[18] 道森特区;Landau,BV,多元正态分布之间的frechet距离,J.Multivar。分析。,12, 450-455, (1982) ·Zbl 0501.62038号 ·doi:10.1016/0047-259X(82)90077-X
[19] Diakonikolas,I.、O'Donnell,R.、Servedio,R.,Wu,Y.:不可知学习低阶多项式阈值函数的硬度结果。收录于:SODA,第1590-1606页(2011年)·Zbl 1373.68237号
[20] Diakonikolas,I.,Servedio,R.,Tan,L.-Y.,Wan,A.:低阶多项式阈值函数的正则引理和低权逼近器。收录于:CCC,第211-222页(2010年)·Zbl 1366.68089号
[21] Feller,W.:概率理论及其应用简介。威利,伦敦(1968)·Zbl 0155.23101号
[22] 弗里德曼,J;Wigderson,A,关于超图的第二特征值,组合数学,15,43-65,(1995)·Zbl 0843.05075号 ·doi:10.1007/BF01294459
[23] 戈德曼,M;Hástad,J;Razborov,A,多数门与一般加权阈值门,计算。复杂。,2, 277-300, (1992) ·Zbl 0770.68054号 ·doi:10.1007/BF012004026
[24] Gopalan,P.、Klivans,A.、Meka,R.、Stefankovic,D.、Vempala,S.、Vigada,E.:#背包和相关计数问题的fptas。收录于:FOCS,第817-826页(2011年)·Zbl 1292.68167号
[25] Golub,G.,Van Loan,C.F.:矩阵计算。约翰·霍普金斯大学出版社,巴尔的摩(1996)·Zbl 0865.65009号
[26] 戈帕兰,P;梅卡,R;Reingold,O,DNF稀疏化和更快的确定性计数算法Compute。复杂。,22, 275-310, (2013) ·Zbl 1286.68230号 ·doi:10.1007/s00037-013-0068-6
[27] Gopalan,P.,O'Donnell,R.,Wu,Y.,Zuckerman,D.:产品分布下半空间的愚弄函数。摘自:IEEE计算复杂性会议(CCC),第223-234页(2010年)·Zbl 1119.60015号
[28] Hástad,J,关于门槛门的重量大小,SIAM J.Discret。数学。,7, 484-492, (1994) ·Zbl 0811.68100号 ·doi:10.1137/S0895480192235878
[29] Janson,S.:高斯-希尔伯特空间。剑桥大学出版社,剑桥(1997)·Zbl 0887.60009号 ·doi:10.1017/CBO9780511526169
[30] 凯恩,D.M.:D次多项式阈值函数的高斯表面积和噪声敏感性。收录于:CCC,第205-210页(2010年)
[31] 凯恩,D.M.:k独立高斯愚弄多项式阈值函数。摘自:IEEE计算复杂性会议,第252-261页(2011年)
[32] 凯恩,D.M.:高斯多项式阈值函数的小PRG。收录于:FOCS,第257-266页(2011年)·Zbl 1292.68112号
[33] 凯恩,D.M.:哥斯曼-利尼尔猜想的正确指数。arXiv:1210.1283(2012)·Zbl 1314.68138号
[34] Kane,D.M.:具有次多项式种子长度的高斯多项式阈值函数的伪随机生成器。arXiv:1210.1280(2012)
[35] 凯恩,D.M.:弱反集中高斯混沌的结构定理及其在多项式阈值函数研究中的应用。收录于:FOCS,第91-100页(2012年)
[36] 卡莱,A;Klivans,A;曼苏尔,Y;Servedio,R,不可知学习半空间,SIAM J.Comput。,371777-1805,(2008年)·Zbl 1155.68030号 ·doi:10.1137/060649057
[37] 卡宁,ZS;拉巴尼,Y;Shpilka,A,显式降维及其应用,SIAM J.Compute。,41, 219-249, (2012) ·Zbl 1253.68154号 ·doi:10.1137/10828812
[38] 拉塔拉,R,高斯混沌的矩和尾估计,Ann.Probab。,34, 2315-2331, (2006) ·Zbl 1119.60015号 ·doi:10.1214/00911790600000421
[39] Latala,R.:个人沟通(2013)·Zbl 1286.68230号
[40] Ledoux,M.:个人沟通(2013)
[41] 鲁比,M;Velickovic,B,关于DNF的确定性近似,Algorithmica,16,415-433,(1996)·Zbl 0857.68054号 ·doi:10.1007/BF01940873
[42] Luby,M.,Velickovic,B.,Wigderson,A.:深度-2电路的确定近似计数。摘自:第二届ISTCS会议记录,第18-24页(1993年)·Zbl 0770.68054号
[43] 米希尔,J;Kautz,W,关于线性输入切换功能所需的权重大小,IRE Trans。电子。计算。,EC10,288-290,(1961)·doi:10.1109/TEC.1961.5219204
[44] 莫塞尔,E;奥唐纳,R;Oleszkiewicz,KK,《低影响函数的噪声稳定性:不变性和最优化》,《数学年鉴》。,171, 295-341, (2010) ·Zbl 1201.60031号 ·doi:10.4007/annals.2010.171.295
[45] Minsky,M.,Papert,S.:感知器:计算几何导论。麻省理工学院出版社,剑桥(1968)·Zbl 0197.43702号
[46] Muroga,S;托达,我;Takasu,S,多数开关元件理论,J.Frankl。Inst.,271376-418,(1961年)·Zbl 0196.51705号 ·doi:10.1016/0016-0032(61)90702-5
[47] Muroga,S.:阈值逻辑及其应用。Wiley-Interscience,纽约(1971)·Zbl 0243.94014号
[48] Meka,R.,Zuckerman,D.:多项式阈值函数的伪随机生成器。http://arxiv.org/abs/0910.4122 (2009) ·Zbl 1293.65010号
[49] Meka,R.,Zuckerman,D.:多项式阈值函数的伪随机生成器。收录于:STOC,第427-436页(2010年)·Zbl 1293.65010号
[50] Naor,J;Naor,M,Small-bias概率空间:有效的构造和应用,SIAM J.Compute。,22, 838-856, (1993) ·Zbl 0776.60014号 ·doi:10.1137/0222053
[51] 诺丁,I.:关于马利亚文演算的高斯近似的讲座。技术报告。http://arxiv.org/abs/203.4147v32012年6月28日·Zbl 1291.60048号
[52] Nourdin,I.:个人沟通(2013)·Zbl 1272.91047号
[53] Nualart,D;Peccati,G,多重随机积分序列的中心极限定理,Ann.Probab。,33, 177-193, (2005) ·邮编1097.60007 ·doi:10.1214/00911790400000621
[54] 努尔丁,I.,佩卡蒂,G.:斯坦因的方法符合马利亚文演算:一项新估计的简短调查。技术报告。http://arxiv.org/abs/0906.4419v22009年9月17日·Zbl 1203.60065号
[55] 诺尔丁,I;佩卡蒂,G;Réveillac,A,使用stein方法和Malliavin微积分的多元正态近似,Ann.Inst.H.PoincaréProbab。Stat.,46,45-58,(2010年)·Zbl 1196.60035号 ·doi:10.1214/08-AIHP308
[56] Oleszkiewicz,K.:个人交流(2013)·Zbl 1152.60024号
[57] 奥波宁,P.:神经网络和复杂性理论。摘自:第17届计算机科学数学基础国际研讨会论文集,第50-61页(1992年)·Zbl 1159.62009号
[58] 波多尔斯基,VV,大重量感知器,Probl。信息传输。,45, 46-53, (2009) ·Zbl 1171.68585号 ·doi:10.1134/S0032946009010062
[59] Servedio,R,每个线性阈值函数都有一个低权近似器,Compute。复杂。,16, 180-209, (2007) ·Zbl 1128.68043号 ·doi:10.1007/s00037-007-0228-7
[60] 谢斯托夫,AA,半空间矩阵,计算。复杂。,17, 149-178, (2008) ·Zbl 1147.68027号 ·doi:10.1007/s00037-008-0242-4
[61] 谢斯托夫:两个半空间的交集具有很高的阈值度。摘自:第50届IEEE计算机科学基础研讨会(FOCS)论文集(2009)·Zbl 1292.68100号
[62] 沙列夫·施瓦茨,S;奥沙米尔;Sridharan,K,Learning kernel-based halfspaces with the 0-1 loss,SIAM J.Comput.,学习基于核的半空间。,40, 1623-1646, (2011) ·Zbl 1234.68172号 ·数字对象标识代码:10.1137/100806126
[63] Trevisan,L.:关于(k)-DNF近似计数的注记。摘自:第八届随机化与计算国际研讨会论文集,第417-426页(2004年)·Zbl 1106.68427号
[64] Viola,E,(d)small-bias生成器的和愚弄次数多项式,计算。复杂。,18, 209-217, (2009) ·Zbl 1217.68157号 ·doi:10.1007/s00037-009-0273-5
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。