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元算法的挖掘电路下界证明。 (英语) Zbl 1401.68116号

摘要:我们证明了基于随机限制方法的电路下界证明具有非平凡性压缩算法对应电路类中的“简单”布尔函数。压缩问题定义如下:给定一个变量布尔函数的真值表未知小电路来自已知类别对于电路,在确定时间(mathsf{poly}(2^n))中找到一个计算(f)的电路(C)(对C的类型没有限制),使(C)的大小小于平凡电路的大小(2^n/n)。我们得到了可由电路、(De Morgan)公式和(只读)分支程序计算的函数的非平凡压缩,相应电路类的下界已知。{}这些压缩算法依赖于“简单”函数的结构特征,这对于证明电路下限和设计“元算法”(如circuit-SAT)都很有用。对于(De Morgan)公式,这种结构特征由“随机限制下的收缩”结果提供B.A.Subbotovskaya公司[苏联数学,Dokl.2,110–112(1961;兹比尔0100.01002); Dokl翻译。阿卡德。Nauk SSSR 136、553–555(1961)]和霍斯塔德[SIAM J.Compute.27,No.1,48-64(1998;兹比尔0907.68107)],通过R.桑塔南[“Fighting Perebor:公式和QBF可满足性的新算法和改进算法”,摘自:IEEE第51届计算机科学基础年会论文集,FOCS 2010。加利福尼亚州洛斯·阿拉米托斯:IEEE计算机协会。183–192 (2010;doi:10.1109/FOCS.2010.25)],R.英帕利亚佐,R.梅卡D.扎克曼[“收缩引起的伪随机性”,摘自:第53届IEEE计算机科学基础研讨会论文集,FOCS 2012。加利福尼亚州洛斯·阿拉米托斯:IEEE计算机协会。111–119 (2012;doi:10.1109/FOCS.2012.78)],以及I.科马尔戈德斯基R.拉兹[摘自:第45届ACM计算理论研讨会论文集,STOC’13。纽约州纽约市:计算机协会(ACM)。171–180 (2013;Zbl 1293.68147号)]. 我们用改进的参数给出了(De Morgan)公式收缩结果的“高概率”版本的一个新的简单证明。我们使用这个收缩结果来获得大小约为\(n^{2}\)的(De Morgan)公式的压缩和#SAT算法。我们还使用这个收缩结果来获得Komargodski和Raz[loc.cit.]对小(De Morgan)公式的平均情况下限结果的另一种证明。{}最后,我们证明了一个电路类(mathcal{C}\subseteq\mathsf{P}/\mathsf{poly})的任何非平凡压缩算法的存在都意味着电路下限(mathsf}NEXP}not\subsete\mathcal}C});一个类似的蕴涵也被独立地证明了R.威廉姆斯[摘自:第45届ACM计算理论研讨会论文集,STOC’13。纽约州纽约市:计算机协会(ACM)。21–30 (2013;Zbl 1293.68135号)]. 这通过以下方式补充了结果R.威廉姆斯[摘自:第42届ACM计算理论年会论文集,STOC’10。纽约州纽约市:计算机协会(ACM)。231–240 (2010;Zbl 1293.68177号)]对于电路类(mathcal{C})的任何非平凡电路-SAT算法,都意味着对于(mathsf{NEXP})中的语言而言,对应于(mathcal{C}\)的超多项式下限。

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65年第68季度 算法和问题复杂性分析
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参考文献:

[1] M.Agrawal(2005)。通过伪随机生成器证明下限。《软件技术和理论计算机科学基础第二十五届年会论文集》,92-105·Zbl 1172.68479号
[2] Allender E.,Hellerstein L.,McCabe P.,Pitassi T.,Saks M.E.(2008)最小化虚拟范式公式和给定真值表的AC0电路。SIAM计算机杂志38(1):63-84·Zbl 1165.68030号 ·doi:10.1137/060664537
[3] Alon N.,Goldreich O.,Hástad J.,Peralta R.(1992)《几乎k向独立随机变量的简单构造》。随机结构与算法3(3):289-304·Zbl 0755.60002号 ·doi:10.1002/rsa.3240030308
[4] Andreev A.E.(1987)关于获得π-格式复杂性的大于二次有效下界的方法。维斯特尼克·莫斯科斯科戈大学。Matematika 42(1):70-73莫斯科大学数学公报英文翻译·Zbl 0633.94024号
[5] A.E.Andreev、J.L.Baskakov、A.E.F.Clementi和J.D.P.Rolim(1999)。小伪随机集产生硬函数:分支程序的新紧显式下限。第二十六届国际自动化、语言和编程学术讨论会论文集,179-189年·Zbl 0941.68567号
[6] S.Arora和B.Barak(2009年)。复杂性理论:一种现代方法。剑桥大学出版社,纽约·Zbl 1193.68112号
[7] Bazzi L.(2009)多对数独立性可以愚弄DNF公式。SIAM计算机杂志38(6):2220-2272·兹比尔1188.68156 ·doi:10.1137/070691954
[8] P.Beame(1994)。切换引理引物。华盛顿大学计算机科学与工程系技术报告。
[9] P.Beame、R.Impagliazzo和S.Srinivasan(2012年)。用小高度决策树逼近AC0和#AC0 SAT的确定性算法。第二十七届IEEE计算复杂性年会论文集,117-125。
[10] S.J.Berkowitz(1982)。关于单调电路复杂性和非单调电路复杂性之间的一些关系。多伦多大学技术报告。
[11] M.Blum和S.Micali(1984年)。如何生成加密的强伪随机比特序列。SIAM计算杂志13,850-864·Zbl 0547.68046号
[12] R.B.Boppana和M.Sipser(1990年)。有限函数的复杂性。在《理论计算机科学手册》(A卷)中,J.van Leeuwen,编辑,757-804。麻省理工学院出版社,美国马萨诸塞州剑桥·Zbl 0900.68268号
[13] M.Braverman(2010)。多对数独立性愚弄了AC0电路。《计算机协会期刊》57,28:1-28:10·Zbl 1327.68108号 ·数字对象标识代码:10.1145/1754399.1754401
[14] C.Calabro、R.Impagliazzo和R.Paturi(2009年)。小深度电路可满足性的复杂性。参数化和精确计算,第四届国际研讨会,IWPEC 2009,75-85·Zbl 1273.68159号
[15] R.Chen、V.Kabanets和N.Saurabh(2014年)。小De Morgan公式的改进确定性#SAT算法。第三十九届计算机科学数学基础国际研讨会论文集,165-176·Zbl 1353.68114号
[16] Chvátal V.(1979)集合覆盖问题的贪婪启发式。运筹学数学4:233-235·Zbl 0443.90066号 ·doi:10.1287/门4.3.233
[17] S.A.Cook(1971)。理论证明程序的复杂性。第三届ACM计算机理论年会论文集,151-158·兹比尔0253.68020
[18] E.Dantsin和E.A.Hirsch(2009年)。最坏情况上限。《可满足性手册》,403-424。IOS出版社。
[19] V.Feldman(2009)。近似两级逻辑最小化和带成员查询的PAC学习的困难。《计算机与系统科学杂志》75(1),13-26·Zbl 1181.68192号
[20] L.Fortnow和A.R.Klivans(2006)。有效的学习算法产生电路下限。第十九届学习理论年会论文集,350-363·Zbl 1143.68415号
[21] Furst M.、Saxe J.B.、Sipser M.(1984)《奇偶性、电路和多项式时间层次》。数学系统论17(1):13-27·Zbl 0534.94008号 ·doi:10.1007/BF01744431
[22] A.Gabizon和R.Shaltiel(2012年)。可逆零错误分散器和有卡滞错误的缺陷存储器。《近似随机学报》,计算机科学讲义第7408卷,553-564。斯普林格·弗拉格·Zbl 1372.68025号
[23] P.Gopalan&R.A.Servedio(2010年)。带阈值门的AC0的学习和下限。在APPROX-RANDOM的论文集中,《计算机科学讲义》第6302卷,588-601。斯普林格·弗拉格·Zbl 1305.68106号
[24] J.Hástad(1986)。小深度电路的几乎最优下界。第十八届ACM计算机理论年会论文集,6-20。
[25] J.Hástad(1998)。德摩根公式的收缩指数为2。SIAM计算杂志27,48-64·Zbl 0907.68107号
[26] J.Hástad、R.Impagliazzo、L.Levin和M.Luby(1999)。任何单向函数的伪随机生成器。SIAM计算杂志281364-1396·Zbl 0940.68048号
[27] J.Heintz&C.-P.Schnorr(1982年)。测试易于计算的多项式。L'Enseignement Mathématique30、237-254·Zbl 0483.68043号
[28] R.Impagliazzo、V.Kabanets和A.Wigderson(2002年)。寻找一个简单的见证:指数时间与概率多项式时间。《计算机与系统科学杂志》65(4),672-694·Zbl 1059.68047号
[29] R.Impagliazzo、W.Matthews和R.Paturi(2012a)。AC0的一个可满足性算法。第二十三届ACM-SIAM离散算法研讨会论文集,961-972·Zbl 1423.68583号
[30] R.Impagliazzo、R.Meka和D.Zuckerman(2012年b)。收缩产生的伪随机性。第五十三届IEEE计算机科学基础研讨会论文集,111-119·Zbl 1427.68096号
[31] R.Impagliazzo和A.Wigderson(1997)。P=BPP,如果E需要指数电路:对XOR引理进行去随机化。第二十届美国计算机学会计算理论研讨会论文集,220-229·Zbl 0962.68058号
[32] Johnson D.S.(1974)组合问题的近似算法。计算机与系统科学杂志9:256-278·Zbl 0296.65036号 ·doi:10.1016/S0022-0000(74)80044-9
[33] S.Jukna(2012)。布尔函数复杂性:进展和前沿。斯普林格·Zbl 1235.94005号
[34] Kabanets V.(2001)《简单假设和硬度测试:零误差交易时间》。计算机与系统科学杂志63(2):236-252·Zbl 0988.68221号 ·doi:10.1006/jcss.2001.1763
[35] V.Kabanets和J.-Y.Cai(2000)。电路最小化问题。第三十二届ACM计算机理论年会论文集,73-79·Zbl 1296.94182号
[36] V.Kabanets&R.Impagliazzo(2004)。去随机化多项式恒等式测试意味着证明电路下界。计算复杂性13(1-2),1-46·Zbl 1089.68042号
[37] Kannan R.(1982)电路尺寸下限和稀疏集的不可约性。信息与控制55:40-56·Zbl 0537.94027号 ·doi:10.1016/S0019-9958(82)90382-5
[38] G.Karakostas、J.Kinne和D.van Melkebeek(2012年)。单调函数的去负化和平均情形复杂性。理论计算机科学434,35-44·Zbl 1251.68119号
[39] I.Komargodski&R.Raz(2013)。公式大小的平均大小写下限。第四十五届ACM计算理论年会论文集,171-180·Zbl 1293.68147号
[40] I.Komargodski,R.Raz&A.Tal(2013)。改进了DeMorgan公式规模的平均案例下限。在第五十四届IEEE计算机科学基础年度研讨会论文集,588-597。
[41] Levin L.(1973)通用排序问题。信息传输问题9:265-266
[42] N.Linial、Y.Mansour和N.Nisan(1993年)。恒定深度电路、傅里叶变换和可学习性。计算机协会杂志40(3),607-620·Zbl 0781.94006号
[43] Lovász L.(1975)关于最优积分覆盖与分数覆盖之比。离散数学13:383-390·Zbl 0323.05127号 ·doi:10.1016/0012-365X(75)90058-8
[44] O.B.Lupanov(1958)。关于开关电路的综合。Doklady Akademii Nauk SSSR119(1),23-26。苏联数学Doklady的英语翻译·兹伯利0081.20902
[45] W.J.Masek(1979)。一些NP-完备集覆盖问题。手稿·Zbl 0296.65036号
[46] E.I.Nechiporuk(1966年)。在布尔函数上。Doklady Akademii Nauk SSSR169(4),765-766。苏联数学Doklady的英语翻译·Zbl 0161.00901号
[47] N.Nisan和A.Wigderson(1994)。硬度与随机性。《计算机与系统科学杂志》49,149-167·Zbl 0821.68057号
[48] M.Paterson和U.Zwick(1993)。限制条件下德摩根公式的收缩。随机结构与算法4(2),135-150·Zbl 0771.68067号
[49] N.Pippenger(1977)。单调布尔函数的复杂性。计算系统理论11,289-316。ISSN 1432-4350·Zbl 0363.68069号
[50] A.Rao(2009)。用于低重量仿射源的提取器。第二十四届IEEE计算复杂性年会论文集,95-101·Zbl 0537.94027号
[51] Razborov A.A.(1987)带逻辑加法的完备基上有界深度回路大小的下界。数学注释41:333-338·Zbl 0632.94030号 ·doi:10.1007/BF01137685
[52] A.A.Razborov(1993)。布尔复杂性的有界算法和下限。可行性数学II,344-386。比克豪泽·Zbl 0838.03044号
[53] A.A.Razborov和S.Rudich(1997)。自然证据。计算机与系统科学杂志55,24-35·Zbl 0884.68055号
[54] N.P.Red'kin(1979)。关于用接触电路实现单调布尔函数。Problemy Kibernetiki35,87-110。(俄语)·Zbl 0465.94035号
[55] R.Santhanam(2010)。对抗Perebor:公式和QBF可满足性的新算法和改进算法。第五十一届IEEE计算机科学基础年会论文集,183-192年。
[56] P·萨维克和S·扎克(1996)。1-分支程序的一个较大下限。计算复杂性电子座谈会TR96-036。
[57] K.Seto和S.Tamaki(2012年)。全二进制基上公式的可满足性算法和平均情况硬度。IEEE第二十七届计算复杂性年会论文集,107-116·Zbl 1286.68208号
[58] R.Smolensky(1987)。布尔电路复杂性下限理论中的代数方法。第十九届ACM计算机理论学术研讨会论文集,77-82。
[59] B.A.Subbotovskaya(1961年)。用∧、&、−公式实现线性函数。Doklady Akademii Nauk SSSR136(3),553-555。苏联数学Doklady的英语翻译·Zbl 0100.01002号
[60] M.Sudan、L.Trevisan和S.Vadhan(2001年)。没有XOR引理的伪随机生成器。计算机与系统科学杂志62(2),236-266·Zbl 1005.65006号
[61] M.Tulsiani和J.Wolf(2011年)。二次Goldreich-Levin定理。第五十二届IEEE计算机科学基础年会论文集,619-628·Zbl 1292.94178号
[62] I.韦格纳(1987)。布尔函数的复杂性。J.Wiley,纽约·Zbl 0623.94018号
[63] R.Williams(2010年)。改进穷举搜索意味着超多项式下限。第四十二届ACM计算理论年会论文集,231-240·Zbl 1293.68177号
[64] R.Williams(2011)。非均匀ACC电路下限。第二十六届IEEE计算复杂性年会论文集,115-125。
[65] R.Williams(2013)。自然证明与去随机化。第四十五届ACM计算机理论年会论文集,21-30·Zbl 1293.68135号
[66] S.V.Yablonski(1959年)。在解决电路理论的一些问题时,不可能消除PEREBOR。Doklady Akademii Nauk SSSR124(1),44-47。苏联数学Doklady的英语翻译·Zbl 0443.90066号
[67] 姚明(1982)。陷门函数的理论和应用。IEEE第二十三届计算机科学基础研讨会论文集,80-91·Zbl 0534.94008号
[68] 姚明(1985)。用预言分离多项式时间层次。第二十六届IEEE计算机科学基础研讨会论文集,1-10·Zbl 0537.94027号
[69] F.Zane(1998)。电路、CNF和可满足性。加州大学圣地亚哥分校博士论文·Zbl 0296.65036号
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