对Merlin要求有效答案的唯一性是否会限制Arthur-Merlin协议的功能?


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前言。

复杂性级别AM是可以通过证明者“ Merlin”和验证者“ Arthur”之间的两轮交互证明系统解决的那些问题。在以下情况下,AM中存在一个问题-测试对象X的某些属性-

  • 对于YES实例,对于Arthur生成的(多项式长度的)随机“挑战”消息,Merlin很有可能提出(多项式长度)答复,Arthur可以将其用作X具有该属性的证据。

  • 对于NO实例,对于Arthur生成的随机质询消息,Merlin很有可能无法制定任何答复,这些答复可以用作X上测试属性的证据。

—如果我们要求Merlin不仅给出高概率,而且针对Arthur可能提出的任何挑战给出有用的答案,那么所描述的课程也不会改变。我们可能会说,在这种情况下,我们要求Merlin的答案始终对YES实例有效,而Arthur检验的是答案的有效性。因此,如果Merlin产生无效响应,Arthur就会知道问题实例是NO实例。这是我希望考虑的设置。

一个示例是“图非同构”:给定具有相同顶点标签集的图GH,Arthur可以通过置换其顶点标签并将其演示文稿发送给Merlin 来随机选择其中一个图并生成“加扰”版本F。如果两个图是非同构,梅林可以识别其中ģħ亚瑟选择通过确定是否˚F  ≅  ģ˚F  ≅  ħ,并且可以通过识别哪些两个响应˚F是同构的。但是,如果两个图GH是同构的,则Merlin无法区分哪个图F来自,他给出的任何答案都是偶然的。因此,对于YES实例,Merlin可以始终针对任何挑战发送有效的响应;在没有实例的情况下,Merlin可能发送的任何响应都很有可能是无效的。

在上述问题中,不仅存在Merlin可以针对每个挑战向Arthur发出的有效响应,而且实际上存在唯一的有效响应:  指出Arthur选择了G还是H,只要可以确定识别哪个与F同构。

题。

是否按照这些思路施加约束(对于YES实例,对于Arthur可能发出的任何挑战,对于Merlin而言,只有一个有效的响应)会产生更具限制性的类,就产生一个未知的等于AM的类而言


在考虑是否等于AM之前,我什至看不到如何证明NP包含在您的班级中……。
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)2012年

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如果我们要求Merlin仅以高概率给出一个有效响应,则该类确实包含NP(我猜是AM):我们可以让Arthur将Valiant-Vazirani降阶为Unique-SAT。
EmilJeřábek在2012年

@Emil:我知道如果“高概率”是1 / poly,但是有可能将这种概率增加到一个常数吗?
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)

足够公平,实际上这是一个相当小的概率。我不知道如何使其恒定。
EmilJeřábek在2012年

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您正在考虑使用公开币协议还是私有币协议?从定义来看,您似乎在考虑使用公开币协议,但是您描述的用于图形非同构的协议不是公开币协议。
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)

Answers:


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Koiran的论文Hilbert的Nullstellensatz在“多项式层次”中提供了一个公共硬币的Arthur-Merlin协议,用于建立n个未知数上的方程组具有C n解的条件,这取决于广义Riemann假设。这里梅林发现素数pħ p = 0对于一些随机散列ħ,与溶液一起一个0一个1一个Ñ到每个的方程ñCñpHp=0H一种0一种1个一种ñp

ppppp

pCñp一种1个-1个/Ë

因此,在上述问题中,不仅存在梅林可以针对每个挑战向亚瑟发出的有效响应,而且实际上可能存在大量有效响应。

区分具有以p为模的解的简单方程组与具有几个p或仅一个p的方程组的硬系统似乎需要确定方程组的Galois组的性质。

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