电路大小的层次定理


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我认为电路复杂度的大小层次定理可能是该领域的重大突破。

这是一种有趣的班级分离方法吗?

这个问题的动机是我们必须说

有一些函数无法通过尺寸电路来计算,而可以通过尺寸电路来计算,其中。(可能还有关于深度的问题)f(n)g(n)f(n)<o(g(n))

因此,如果,则该属性似乎是不自然的(违反了较大性条件)。显然,我们不能使用对角化,因为我们的设置不统一。f(m)g(n)≤nO(1)

在这个方向上有结果吗?

Answers:


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事实上,它可以表明,对于每f足够小(小于2n/n),有功能的通过尺寸的电路可计算f(n)但不通过尺寸的电路f(n)−O(1)或甚至f(n)−1,这取决于栅极的您允许的类型。

下面是一个简单的论点,即显示有功能的大小可计算f(n)但不是大小f(n)−O(n)。

我们知道:

  1. 有一个函数g要求电路复杂度至少为2n/O(n),尤其是电路复杂度大于f(n)。
  2. 函数z使得每个输入x的可由恒定大小的电路计算。z(x)=0x
  3. 如果两个函数和g 2仅在一个输入上不同,则它们的电路复杂度最多相差O (n )g1g2O(n)

假设在N个输入上不为零。称这样的输入X 1,... ,X Ñ。我们可以为每个i考虑函数g i(x ),它是集合{ x 1,… ,x i }的指标函数;因此g 0 = 0,g N = g。gNx1,…,xNigi(x){x1,…,xi}g0=0gN=g

显然,有一些使g i + 1的电路复杂度大于f (n ),g i的电路复杂度小于f (n )。但随后克我有电路的复杂性小于˚F (Ñ ),但大于˚F (Ñ )- Ö (Ñ )。igi+1f(n)gif(n)gif(n)f(n)−O(n)


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如何证明去,有功能的大小的电路可计算,但是不受大小的电路˚F (ñ )- Ô (1 )?f(n)f(n)−O(1)
— 威廉·霍扎

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可以使用简单的计数参数来证明此结果。考虑将随机函数应用于输入的前位。通过Riordan和Shannon的计数参数,该函数几乎肯定具有电路复杂度(1 + o (1 ))(2 k / k ),并且匹配上限。因此,选择k使得 2 g (n )< 2 k / k < f (n )/ 2可以区分大小gk(1+o(1))(2k/k)k2g(n)<2k/k<f(n)/2从尺寸 f (n )起。请注意,所讨论的函数甚至不一定是可计算的,但是我们可以通过标准技术将它们置于指数时间层次中(只要我们能够计算出正确的 k值)。我们当然不能证明任何大于 2 n / n的界,因为那是任何函数的最坏情况下的电路复杂度。 g(n)f(n)k2n/n

自然证明不适用于这种类型的论证,因为所讨论的属性是``没有小电路'',这很难从函数的真值表计算得出(大概)。目前尚不清楚这种类型的计数在复杂度等级上有多低。有什么理由不能使用计数参数来证明下界?从来没听说过。 NE


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没有直接原因,但是所有已知方法(对参数进行计数的实现)都要求我们最终验证给定函数的真值表具有较高的电路复杂性。一个算法针对此问题会定义一个Ñ P / p ö 升ý针对纯天然属性P / p ø 升Ý(其中,根据的史蒂芬Rudich的文件之一,是不大可能的)。当然,解决这个问题似乎没有必要...NENP/polyP/poly
— Ryan Williams
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