带有偏见硬币的BPP何时等于标准BPP?


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让一个概率性的图灵机获得不公平的硬币,该硬币以概率(翻转是独立的)。将定义为此类机器可以在多项式时间内识别的语言类别。一个标准的练习是证明:pBPPp

A)如果是有理数甚至是可计算的,则。(通过 -computable我的意思:有一个随机多项式算法,该算法被馈送在一元返回WHP二进制理性与分母的是内位于的。)pBPPBPPp=BPPBPPn2n2n1p

B)对于一些无法计算的p,类别BPPp包含的语言,因此比BPP。的这样的值p形成致密的组(0,1)

我的问题是:这之间发生了什么?是否有BPPp=BPP?特别是:

1)是否存在不可计算的BPP概率p使得BPPp=BPP?(它们在某些高级课程中可能是可计算的)。

2)对于所有不可计算的p,是否BPPp都比宽?(有问题的参数是那些二进制扩展包含非常长的零和/或一的序列的参数。在这种情况下,通过随机采样计算位可能会花费很长的时间,甚至是无法计算的时间,并且问题无法扩展为多项式时间。有时可以通过其他扩展基础来克服困难,但是某些p可能会使所有基础都蒙上阴影。BPPpp


p是(不可)可算的,您到底是什么意思?
daniello '16

我添加了 -computable 的定义。对于可计算的对象,通常可以只删除“随机多项式”一词,或者简单地说二进制扩展是可计算的。(对于有限的资源,情况并不相同。)BPP
Daniil Musatov '16

我认为为每不可计算p因为给定的一个p 1-偏移硬币一个可以计算Ñ “的第i比特p被采样。假设我们可以计算出时间f n )中的第n个比特,那么对于所有x都包含1 x的语言,使得pf - 1x 个比特为1处于B P P p中BPPpBPPppnpnf(n)1xxf1(x)p1BPPp,但显然这是没有争议的。
daniello '16

对于绝大多数无可辩驳的绝对是正确的。但是有一个警告:如果p包含很长的零和1序列,则可能需要很长的采样才能确定第n个位。该采样可能很长,以至于f n 无法计算(就像Busy Beavers函数一样)。我也怀疑是否可以通过抽样本身精确地计算得出。而且似乎没有计算f n 就无法识别所提到的语言。ppnf(n)f(n)
丹尼尔·穆萨托夫

Answers:


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1)是的,但仅出于您的定义。以一个一元语言(是的,我知道这可能是空的,在这种情况下,仅仅需要比一些更大的Ë X P),这是非常稀少的,即ñ 大号如果ñ不是塔2 '小号,即形式2 2 2 ...。限定p = Σ Ñ 大号 1 / Ñ。这个p不是BLEXPBPPEXPnLn2s222p=nL1/np可计算的,但是 p可以在 P中近似到足够小的附加误差,从而可以模拟 B P P p机器。BPPpPBPPp

有你定义 -computable使得要近似p到的加性误差1 / Ñ(而不是1 / 2 Ñ)在多项式时间,情况就不同。BPPp1/n1/2n

更新。以下答案适用于我们允许的加法误差为而不是2 - n - 1的情况2n2n1

2)是的,因为在这里可以关于类多项式限制,通过采样忘记时候,你可以得到ñ的个位pP P p2nnpBPPp


2)我认为中心极限定理表明,应该采样而不是2 n次来获得2 n精度。但是主要的问题是有时候我们需要更高的精度。说,如果| p 122n2n2n那么一个需要1|p12|<ϵ样本甚至可以计算第一个数字。而且所需的样本数量可能任意大,甚至无可争议。要点在编辑中有所阐明。1ϵ2
丹尼尔·穆萨托夫

@Daniil:我也对这个问题发表了评论,您没有要求计算可计算的数字。因此,如果p等于0.01111111111,则根据您的定义,逗号后面的第一个数字应为1BPPp0.011111111111
domotorp '16

我们现在正在谈论不可辩驳的,不是吗?如果我没看错,您建议不要通过对p的数字进行采样来计算,而是计算p2 i 1个二进制有理逼近的i个数字是否为1。但是在这里,我们面临着同样的问题:计算第一个数字,我们需要区分0.010000000001和0.001111111110。ppi2i1p
丹尼尔·穆萨托夫

@Daniil:好的,我不好,我以为您想要一个二元有理数,其与p的距离最大为。我已经相应更新了我的答案。您对我对1)的解决方案满意吗?2np
domotorp
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