高次多項式の無作為な同一性テスト?


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ましょうあることサイズのポリ演算回路として与え変量多項式、およびlet素数です。fn(n)p=2Ω(n)

時間がとエラー確率を使用して、次数が、がに対してにゼロであるかどうかをテストできますか先験的に限界がある?が一変量の場合はどうなりますか?fZppoly(n)≤1−1/poly(n)f

場合は、効率的にテストできることに注意してください、同一としてゼロで正式な表現、サイズのフィールドの上シュワルツ-Zippelを適用することで言う、最大度合いので、ある。f 22|f|f2|f|


次数に制限がない場合、特定の関数を実現する多項式はありませんか?
— Peter Shor 2014年

@PeterShor: OP は次数に制限があります。2〜[のゲート数]を超えることはできません。f

この質問の重要な点は、フィールドGF(p)が、シュワルツ・ジッペルレンマを使用して標準化された多項式時間アルゴリズムを構築するのに十分な大きさでも、GF(2 )算術を使用して、標準的な方法でSATから削減を構築します。
— 伊藤剛

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一変量の場合、質問はが除算するかどうかを尋ねます。それが多変量に一般化されるかどうかはわかりません。xp−1f
— Geoffrey Irving

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@GeoffreyIrvingありがとうございます!効率的にチェックするのは簡単ですかが回路として与えられたときの?(xp−1)|ff
— user94741 14年

回答:


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問題の入力が何であり、どのように制限を適用するかは、私には正確には明らかではありませんが、妥当な公式の下では、NP = RPでない限り、多変量多項式の答えはありません。以下の削減による。p=2Ω(n)

プライムパワー与えられたバイナリブール回路で(のみ使用WLOGとゲート)、我々は多項式時間で演算回路構築できるように、ときに限り充足不能である上同一ゼロ多項式計算次のように変換と、と、および可変と(サイズの回路で表すことができる繰り返し二乗を用いて)。qC∧¬CqCCqFqa∧bab¬a1−axixiq−1O(log⁡q)

場合は(私は実際には重要とは思わないもの)首相と十分に大きい、私たちも削減単変量を行うことができますの定義変更よう多項式で翻訳され 一方では、すべてのに対して、が満たされない場合、すべてのに対してになります。一方、が充足可能であると仮定します。たとえば、で、です。そのことに注意してください q=pCpxi

fi(x)=((x+i)(p−1)/2+1)p−1.
fi(a)∈{0,1}a∈FpCCp(a)=0aCC(b1,…,bn)=1bi∈{0,1}
fi(a)={1if a+i is a quadratic residue (including 0),0if a+i is a quadratic nonresidue.
したがって、があるような 場合 for。ペラルタの推論5は、そのよう常にが存在することを意味します。Cp(a)=1a∈Fp
a+i is a quadratic residue ⟺bi=1
i=1,…,nap≥(1+o(1))22nn2

一変量の削減は、奇数である限り(そしておそらくべき乗を別の方法で処理できる場合)、非素数でも実際に機能します。定数代わりに、フィールドの異なる要素の任意の固定シーケンスを使用できます。がペラルタの論文と本質的に同じ引数である場合、必要な再び存在します(実際の作業は、すべての有限体に当てはまるWeilの文字の合計にあります)。q21,…,nnaq≥22nn2
— EmilJeřábek2014年

ああ、はい:、 F_2-線形独立、を、ここではトレースです。q=2k≥2nF2{ai:i=1,…,n}⊆FqxiT(aix)T(x)=∑j<kx2jFq/F2
— EmilJeřábek2014年
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