使用半随机,半对抗性字符串运行BPP算法


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考虑以下模型:随机均匀地选择n位字符串r = r 1 ... r n。接下来,将每个索引i∈{1,...,n}放入具有独立概率1/2的集合A中。最后,如果每个i∈A 想要,对手都可以翻转r i

我的问题是:RP或BPP算法是否可以将结果字符串(称为r')用作其随机性的唯一来源?假定对手事先知道整个BPP算法,字符串r和集合A,并且它具有无限的计算时间。还要(显然)假设BPP算法既不知道对手的翻转决​​定也不知道A。

我很清楚,从Umesh Vazirani关于半随机数据源(一种不同但相关的模型)的工作,到最近有关提取器,合并和冷凝器的工作,针对此类问题的工作量很大。因此,我的问题很简单,这些工作是否能产生我想要的东西!关于弱随机源的文献如此之多,有许多微妙的模型,以至于知道文学的人可能会为我节省很多时间。提前致谢!

Answers:


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您需要的是具有以下参数的“种子提取器”:长度为种子,粗随机度为n / 2,输出长度1 。这些是已知的。尽管我不了解最新的调查,但我相信Ronen的调查的第3节就足够了。O(logn)n/2nΩ(1)

您需要展示的唯一一件事是您的源具有足够的“最小熵”,即,没有n位字符串的概率大于,我认为在您的设置中这很明显。2n/2


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谢谢,诺姆!只是看了Ronen的调查,看来应该可行。
Scott Aaronson'3

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在决定如何设置A中的位之前,是否允许对手看到整个字符串r?如果答案是否定的,那么这是位固定的来源,实际上是可以确定地提取的。也就是说,不需要真正的随机种子。例如,有关固定位源的提取器的结构,请参见Kamp和Zuckerman。

如果让对手看到字符串的其余部分,我仍然会猜想它是确定性可提取的,但是模型略有不同,我不知道它们之间的关系。由于集合A是随机的,因此实际上它比集合A可能是任意的位固定源更友好。


是的,允许对手看到整个字符串。Noam的答案不适用于那种情况吗?
Scott Aaronson 2012年

4

诺姆是正确的。历史上,在我的论文“使用通用弱随机源模拟BPP”中给出了具有恒定熵率源的BPP的首次模拟。现在,有更简单的方法可以实现这一目标,甚至获得更好的结果。

在您的模型中,不可能确定性地提取多个恒定位数。(您可以通过仅输出第一位来获得1位的确定性弱提取。)Kamp和我证明,在具有恒定熵率的通用非遗忘位固定源中,不可能提取出比恒定数量更多的位,但是由于集合A是随机的,因此这些结果不适用于所述的情况。但是,我们的证明是通过以固定大小t随机选择A来进行的,因此,通过选择t = .6n,可以得出均匀随机A的结果。

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