渐近地知道停止问题真值表的Kolmogorov复杂性吗?


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令表示长度为的字符串,该字符串与长度为输入的停止问题的真值表相对应。H一个大号Ťñ2ññ

如果Kolmogorov复杂度的序列为,那么将无限次使用一个建议字符串,并且带有该字符串的TM硬编码的TM可以经常无限次均匀地求解,我们知道并非如此。ķH一个大号ŤñØ1个H一个大号Ť

仔细检查对角化参数,实际上表明至少为,因此连同平凡的上限,我们有:ķH一个大号Ťññ-ω1个

ñ-ω1个ķH一个大号Ťñ2ñ+Ø1个

Fortnow和Santhanam在最近的论文``统一复杂度类的新的非统一下界''中的介绍中指出了这个下限,他们将其归因于民间文学艺术。基本上,如果建议字符串短于输入长度,那么我们仍然可以对角线化以最多具有建议数量的机器。

(编辑:实际上,在论文的早期版本中,他们将其归因于民间文学艺术,我想现在他们只是说这是对哈特曼尼斯和斯坦斯的改编。)

实际上,在那篇论文中,他们关注的是时间层次定理,它们陈述的是与时间步长相关的资源约束,而不是不受限制的Kolmogorov复杂性。但是,在不受限制的情况下,``民俗学''结果的证明是相同的。Ť


他们关心建议下限的原因之一是,它与电路下限和``硬度与随机性''范式中的去随机化有关。例如,如果规范问题可以及时解决2ñ拥有需要建议真值表才能在时间进行计算,那么这些真值表也没有大小为电路,因此是因Impagliazzo和Wigderson的出色表现而获得的。2ϵñ2ϵñ2ϵñP=PP

询问却没有任何此类应用程序,但可能更容易解决。声明起来也更容易,不依赖于时间限制参数-这是一个相当自然的问题,可能已经进行了研究。ķH一个大号Ťñ

除了``民俗学''结果外,还有其他更好的上下限吗?上限或下限是紧密的吗?ķH一个大号Ťñ


注意:关于停顿问题的电路复杂度,还有一篇不错的文章,可以通过Emil Jerabek在此处提出的论点将其视为几乎最大:https ://mathoverflow.net/questions/115275/non-uniform-complexity 停止问题

基本上,它使用了一个技巧,即我们可以(通过随机访问)按类计算(大型)电路复杂性的字典顺序第一个真值表。并且我们可以将这种计算简化为对停顿问题的查询,并且这种降低具有较低的电路复杂性。因此,必须具有较大的电路复杂度-如果没有,则此功能的复杂度也将较低。ËñPñPH一个大号Ť

尽管看起来很相关,但我认为此参数对没有任何帮助。(可能由于电路复杂度的限制,的有时间限制的Kolmogorov复杂度很大,但是随着时间限制的放宽,复杂度急剧下降。)我认为类似的论点表明,如果我们有一个对于停止问题,那么我们可以支持对字典第一个不可压缩字符串的随机访问查询。但是,我们必须进行一系列自适应查询,据我所知,这不能直接归结为。另外,查询字符串必须是指数级的afaik,因此最终只会显示复杂度至少为ķH一个大号ŤñH一个大号ŤH一个大号ŤH一个大号Ť2ñ2ñ afaict,这没有击败``民俗学''的论点。

不幸的是,我在Kolmogorov复杂度方面的背景非常薄弱,是否已经通过其他一些论点知道了?也许使用信息对称有一个窍门?ķH一个大号Ťñ

或者,我错过了一个更好的上限吗?

可能看起来很奇怪的一件事是,切换回设置,仅当我们将时间减少到朴素算法以下时,我们才期望得到建议下限。当您有足够的时间运行朴素算法时,显然它是可压缩的。在的情况下,根本没有时间限制,因此也许我们与对手有``相同''的时间量,并且不应该期望它是最大不可压缩的。但是,对角化也可以在不受限制的设置下工作-似乎对于任何一台机器,都有一台机器执行与该机器相同的操作,然后再执行其他操作,因此总会有人比您拥有更多的时间。所以也许对手总是比我们拥有更多的时间...dŤ一世中号ËķH一个大号Ťñ

Answers:


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嗯,事实证明,实际上存在一个匹配的上限并不难:

产生真相表 H一个大号Ťñ 在有限的时间内,唯一需要的信息是描述长度最大的机器数 ñ停了下来。这个数字不超过2ñ,因此可以用 ñ位。然后,我们可以并行启动所有此类机器,然后运行它们,直到其中许多机器停止运行为止,而其余机器则不会停止运行。

因此,我想这里的民俗论据很紧。我们有

ñ-ω1个ķH一个大号Ťññ+Ø1个

ķH一个大号Ťñ 仅定义明确,直到加法 Ø1个 无论如何,取决于我们选择的通用图灵机。

注意:作为一项可爱的奖励,此证明表明 ñ位字符串,最多与描述长度的机器数相对应 ñ 暂停是不可压缩的字符串-如果它是可压缩的,则此处的上限将更紧,与下限相反。

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