是否有一个自然的问题的候选


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我想知道非均匀性在实际中是否有助于计算功能。这是很容易表明,有功能在P/polyP,采取任何不可计算函数f和考虑的语言{ 0f(n):nω },这清楚地具有简单的非均匀的电路,但根本无法统一计算,但这不是我感兴趣的功能。

是否存在我们知道可以非均匀计算的函数,但是我们不知道是否可以统一计算(或者至少证明不能统一计算是不明显的)?

电路的非均匀性如何用于计算未知可统一计算的功能(具有几乎相同的资源量)?

请注意,我不需要像上面提到的那种不可计算的病理函数,我想要人们真正对计算感兴趣的自然函数,并且可以统一或可以统一计算是合理的。

编辑:我知道BPPP/poly。因此,对我来说,一个不是非随机化结果的答案就更有趣了。

编辑2:由于安德拉斯·萨拉蒙和刚伊藤已经在他们的答案说,SparseP/poly,并有在有趣的问题Sparse那不知道是在P,所以正式他们回答什么,我都问,但是这并不能帮助什么,我在,因为他们是在的原因很感兴趣P/poly是硬编码稀疏语言到电路的可能性。一种不稀疏的语言会更有趣。


@AndrásSalamon,@ Tsuyoshi Ito:谢谢。但是我感兴趣的是了解非均匀性如何有助于计算功能。那稀疏的语言在事实不能帮助它,他们是在P / p Ø Ÿ简单,因为我们可以通过“硬编码”他们进入电路。我应该在我的问题上增加一个要求,即“该语言在P / P o l y中并非微不足道”。P/polyP/polyP/poly
卡韦

Answers:


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我不知道这是否满足你的要求,但比尔Gasarch的博客文章在2010年7月问起在语言稀疏 ∩NP未被认为是P,给予从Ramsey理论中的一个例子。任何这样的语言都属于(P / poly)∩NP。

与此相关,对于任何语言大号 ∈NP,语言Ť 大号 = {1 Ñ大号包含长度的一些字符串Ñ }是在TALLY ∩NP⊆SPARSE∩NP⊆(P /聚)∩NP。根据语言的选择大号牛逼大号可能没有明显的理由属于P.


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伊藤刚(Tsuyoshi Ito)在另一个答案中优雅的稀疏措词没有明确地说出来,但也许值得指出:任何稀疏语言都在P / poly中。然后,任何提示语言都处于P / poly状态(因为每种提示语言都是稀疏的)。

因此,在P / poly中找到“自然”语言而不在P中找到“自然”语言的一种方法是寻找“硬”稀疏语言。正如您所指出的,“最难”是在以稀疏方式(例如,一元)编码时无法确定的。更一般而言,EXP之外的任何语言的一元编码版本都将位于P之外。(如果不是,则考虑生成一元编码的指数时间Turing机器,该机器与能及时解决最终一元编码语言的机器组成它是一元编码中的多项式。这在原始实例的大小上是指数级的。然后,整个计算机将以指数级时间运行。)然后,一些方便的2-EXP完全语言可能适合您的“自然”问题。

请注意,比尔·加斯阿奇的稀疏拉姆齐理论语言似乎属于通过稀疏硬语言而构建的语言类别。如果将实例编码为二进制数的三进制而不是两个一进制和一个二进制,则着色不再是多项式大小,因此该语言在NP中并不明显。


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这更像是对修订后的问题(修订版3)的评论,而不是答案,但是评论太长了。

简单地排除稀疏语言是不够的,排除如{语言X ∈{0,1} *:| X |∈ 小号 }而不是{1 ÑÑ小号 },其中小号是无限子集{0,1,2,...}。我想指出的是,它可能是困难的,其中一种语言属于P /聚的情况之间进行区分,因为它是“基本上疏”(如{1 ñÑ小号 }和{ X:| X |∈ 小号}),以及由于其他原因一种语言属于P / poly的情况。显然,这里的问题是如何定义“基本稀疏”一词。

您可能要定义“基本稀疏性”,如下所示:如果某种语言可简化为稀疏语言,则该语言实质上是稀疏的。但是,必须小心,因为如果在此定义中使用多项式时间图灵可约性,则该定义等同于P / poly的成员资格!

因此,一个显而易见的尝试是使用多项式时间多对一可约性。我不知道这是否等同于P / poly的成员资格,更不用说P / poly是否包含本质上并不稀疏的任何自然语言。


实际上,当我在修改问题之前看到答案时就想到了这一点,因为自然而然地想到稀疏语言的布尔组合。我认为排除可以简化为稀疏语言的语言(或可能少一些)应该足以解决我的问题,但这似乎比我想象的要复杂得多。AC0
凯夫

@Kaveh:这可能是“基本上稀疏”的另一个很好的定义。在阅读您的评论时,我想知道P / poly =P∪(AC0 / poly)(我想不是),因为(P / poly)∖(可以说P∪(AC0 / poly))是“可以通过将多项式大小的电路的功率和非均匀性的功率真正结合起来而使用多项式大小的非均匀族来计算的。”
Tsuyoshi Ito

根据你的一个例子我定义一个可能的问题是下面的语言是否实质上稀疏:检查者在输入的号码是在稀疏的语言。(更一般而言,令f为复杂度类C的一个完整函数问题,令S为稀疏语言。将f视为具有类似于NumOnes函数的较大范围。令Lx s st f x 的集合。小号)。SfCSfLxf(x)S
卡韦赫

[持续另一类语言:取稀疏语言和语言完整用于复杂类Ç再考虑级联大号= ' 0.01 S 'A 'A,其中每个符号都用它的两个副本代替,例如010变成001100)。可能还需要串联中第二部分的长度小于第一部分的长度。这些语言满足了所有条件,只是人们真正有兴趣解决的自然问题。SACL=A.01.SAA
卡夫

@Kaveh:嗯,我明白了。感谢您分享示例。我撤消了将(P / poly)∖(P∪(AC0 / poly))视为“出于非平凡原因的P / poly”的想法。如果我没有记错的话,您的两个示例都是多项式乘以一的可约数。一种稀疏的语言,所以仍然有希望我在答案中建议的“基本稀疏”的定义可能是合适的。
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)2010年
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