拉斯维加斯vs蒙特卡洛随机决策树复杂度


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背景:

决策树复杂度或查询复杂度是一种简单的计算模型,定义如下。令为布尔函数。的确定性查询复杂度(表示为是确定性算法需要读取的输入的最小位数(在更坏的情况下),计算。注意,复杂度的量度是读取的输入位数。所有其他计算都是免费的。f:{0,1}n{0,1}fD(f)x{0,1}nf(x)

类似地,我们将拉斯维加斯随机查询复杂度(表示为为需要通过计算的零误差随机算法期望读取的最小输入位数。零错误算法始终输出正确的答案,但是它读取的输入位数取决于算法的内部随机性。(这就是为什么我们测量读取的输入位的预期数量。)fR0(f)f(x)

我们将蒙特卡洛随机查询复杂度(表示为定义为需要由计算的有界误差随机算法读取的最小输入位数。有界错误算法总是在最后输出答案,但是只需要正确的概率就可以大于(例如)。fR2(f)f(x)2/3


关于是否是

R0(f)=Θ(R2(f))吗?

众所周知

R0(f)=Ω(R2(f))

因为蒙特卡洛算法至少与拉斯维加斯算法一样强大。

我最近了解到,这两种复杂性之间没有已知的分离。我可以找到有关此声明的最新参考文献是1998年的文献[1]:

[1] Nikolai K. Vereshchagin,随机布尔决策树:几句话,理论计算机科学,第207卷,第2期,1998年11月6日,第329-342页,ISSN 0304-3975,http: //dx.doi.org/ 10.1016 / S0304-3975(98)00071-1

就另一个而言,最知名的上限是

R0(f)=O(R2(f)2logR2(f))

由于[2]:

[2] Kulkarni,R.和Tal,A.(2013年11月)。关于小数块敏感性。在计算复杂性电子学术讨论会(ECCC)(第20卷,第168页)中。

我有两个具体问题。

  1. [参考要求]:是否有更新的论文(1998年之后)讨论此问题?
  2. 更重要的是,是否有候选函数可以将这两个复杂性区分开?

在v2中添加添加了参考文献[2],强调了有关候选函数存在的第二个问题。

Answers:


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据我所知,这仍然是开放的。Aaronson等人在最近的一篇论文中提到了这些数量和某些界限:弱奇偶校验(请参阅http://arxiv.org/abs/1312.0036)。您还可以看到《 Jukna:布尔函数》的第14章,以及Buhrman和de Wolf的1999年(至今仍胜过1998年!)调查。Magniez等人最近发表了另一篇有关随机决策树复杂性的论文:http ://arxiv.org/abs/1309.7565

最后,我上个月为自己做了一个简短的摘要(没有defs):

R2 <= R0 <= D <= n

D <= N0 * N1 <= C ^ 2 <= R0 ^ 2

s <= bs <= C <= s * bs <= bs ^ 2(新:[Gilmer-Saks-Srinivasan]:有f st bs ^ 2(f)= O(C(f))))

D <= N1 * bs <= bs ^ 3 <=(3R2)^ 3

deg <= D <= bs * deg <= deg ^ 3(新:[Tal]:bs <= deg ^ 2)

D <= N1 *度

C <= bs * deg ^ 2 <= deg ^ 4

敏感性推测是,s也与其他参数在多项式上相关。


您能否具体指出这些论文在哪里提到了拉斯维加斯与蒙特卡洛算法的问题?我试图在这些论文中寻找它,但是找不到。
罗宾·科塔里

很抱歉,如果我模棱两可,这些论文没有明确提到这个问题,只是针对不同参数的不等式。我对此问题的公开性的唯一证据是,如果没有公开,将被提及。
domotorp 2014年

哦,我明白你的意思。我读了这些论文。我不知道这个问题是否最近才专门研究过。我也很想知道是否有一个函数可以将这两个复杂性分开。(或者,如果人们认为他们是相同的。)
罗宾·科塔里

我知道,与D的最大分离是R0和R2的NAND树。
domotorp

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这个问题已经解决!

前几天安德里斯·安贝尼斯,卡斯帕尔斯Balodis,Aleksandrs Belovs,特洛伊李米克洛什桑沙和法学Smotrovs上传出一个总的功能存在一个预印本其满足f

R0(f)=Ω~(R2(f)2)

乃至

R0(f)=Ω~(R1(f)2)

其中表示1面有限错误随机查询复杂度。R1(f)

两种分离最适合对数因子!


在他们的新版本的论文中,此问题已被改善到接近二次方的差距,在对数因子的限制下。
Shalev 2015年
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