審査官の問題(SAT決定インスタンス/回答の均一な生成)


11

コースのティーチングアシスタントは、困難な試験問題を(決定論的に)生成するプログラムを作成しました。今、彼女は対応する答えを生成するプログラムを書きたいと思っています。審査官の問題は、これが常に可能であるかどうかを尋ねます。審査官の予想を仮定して、以下のことを述べて、、それではない。問題を考え出すことはその解決策を考え出すよりも簡単です。PNP

より形式的には、入力1 nで多項式時間にサイズnのブール式を生成する決定論的チューリングマシンをとします。このようなすべてのMについて、入力1 nM 1 nが満足のいく割り当てを持っている場合は「1」を出力し、それ以外の場合は「0」を出力する決定論的多項式時間チューリングマシンM 'が存在するかどうかを知りたい。M1nnMM1n1M(1n)0

と仮定すると、この質問はすでに質問または回答されていますか?答えていない場合は、追加的な仮定(の何種類例えば結果に一方向関数を?)クマのでしょうか?上記のいずれかを除いて、私の「推測」は「答える」TMが常に存在するとは限らないということですが、あなたの直感は何ですか?PNP

ありがとう!


量指定子が正しいことを確認してください。「すべてのためならば、あなたは求めている、そこに存在するMを"ように、Mは、効率的の出力解決することができ、Mは」本当ですか?MMMM
タイソンウィリアムズ

@TysonWilliams:はい、明確にするために文言を少し編集しました。あなたの声明は、私の声明に相当するはずです!
usul

1
エマヌエーレが指摘しているように、これはおそらくあなたが本当に探しているものではないので、インスタンスを解くのが「難しい」インスタンスとソリューションのペアを生成したいと思うでしょう。1.デビッドの答え:おそらくあなたが探しているものに関連し、こことスティーブンA.クックとDavid G.ミッチェル、「の2セクション6 充足問題の発見ハードインスタンス:A調査」、1997
Kaveh

回答:


12

あなたが尋ねている質問は、パディングにより、単項NP =単項Pと等価であり、これはNE = Eと等価です。

タイトルから、入力の分布が「ハード」になるように入力/出力のペアを生成できるかどうかを尋ねることを意図している可能性があります。これを行う可能性は、P NPの間のどこかにあり、一方向関数が存在します。

制限された計算モデルでは、これが可能であることが知られています。たとえば、AC 0以下のパリティまたは多数決関数の入力/出力ペアを生成できます。分布の複雑さを参照してください。0


1
なぜ同等なのか説明できますか?...「均一」とは、「計算の均一モデル」を意味します-回路について質問した場合、答えは簡単に「はい」になります。各は、M nは充足可能かどうか。MnMn
-usul

4
はNPの集計言語を示します。L M = { 1 nM 1 n は充足可能です。}。したがって、単項NPが単項Pに等しい場合、M L Mを決定するマシンです。もう一方の方向では、NPの集計言語を使用し、MをSATに還元するマシンにします。M が存在する場合、集計言語もPであるため、単項P =単項NPです。2番目の等価については、Hartmanis等を確認できます。(ただし、一方向は非常に簡単です)dl.acm.org/citation.cfm?id=808769MLM={1n:M(1n) is satisfiable.}MLMMM
サショニコロフ

4

質問:レッツ式を生成します。{ M 1個のN| N NM 1個のNS A T }に属するPMPF{M(1n)nNM(1n)SAT}P

succinctSATE はい:

からの多項式時間での式の生成に関する仮定は、式が簡潔に与えられることを意味します。時間n O 1 )でそれらの充足可能性を決定します。1nnO(1)

与えられると、多項式時間でnを見つけることができます| φ | 。次に、Mnを使用して、lg n + O 1 ビットでφを簡潔に記述することができます。私たちは、使用することができ、S U C C I N T S A TにおけるアルゴリズムEは、時間でこれを決定する2 O LG N = N Oφ=M(1n)n|φ|φlgn+O(1)MnsuccintSATE2O(lgn)=nO(1)

はい succinctSATE

ましょ STは、回路所与C単項Mは、簡潔によりエンコードされた文字列演算Cを、それが式となる場合、結果を返しさもなければ。MPFCMC

ことを前提としに属するPs u c c i n c t S A Tを解くには、与えられた簡潔な式を単項式で書き、それから仮定を使って解きます。{M(1n)nNM(1n)SAT}PsuccinctSAT

質問:インスタンスがハードになるように、多項式時間インスタンスとソリューションのペアで生成できますか?SAT

インスタンス自体がハードであるという意味を明確にする必要があります。インスタンス自体は(理論的には)簡単で、常にyesと言うアルゴリズムまたは常にnoと言うアルゴリズムのいずれかで解決できるためです。均一性を課すことでこの問題を回避しようとしたようです。暗号用語で考えると、敵に明らかにされていない情報がなければ、敵がプロトコルをシミュレートできるため、残りの計算を隠す意味はありません。

インスタンスとソリューションのペアを生成する多項式時間アルゴリズムがあると仮定します。それは知っていれば敵は答えを見つけるために同じアルゴリズムを使用することができおよび発見のn式から難しいことではありません。より合理的な方法は、ランダムに選択された秘密鍵を使用してこれを回避し、硬度条件を確率的に緩和することです:多項式時間アルゴリズムは高い確率で解を見つけることができません(秘密鍵を知らずに)。nn

ある効率的(決定的)アルゴリズム ランダムに選択された所与のようにK { 0 1 } nは、 SATインスタンスのペアを生成φ Kとその回答W kは、そのようなこと のない効率的(確率/の不均一)敵対アルゴリズムDはA によって生成されたSATインスタンスを 無視できない確率で正しく解決できますか?A
k{0,1}n
φkwk
D
A

またはより正式には、

APFDP/polySAT(A(k)1)=A(k)2k

Prk{0,1}n{D(A(k)1)=SAT(A(K)1)}<1poly(n)

kφkA(k)2

ff(x)=yfyφf,y(x)xφf,y(x)SATff

証明複雑性ジェネレーターに関するJan Krajicekの著書「Forcing with Random Variables」2011年の第29章と第30章も参照してください。


M
弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.