BPPからPへの成功したランダム化解除の例


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成功するランダム化解除のいくつかの主要な例や、目標(硬さのランダム接続ではなく)に向けた具体的な証拠の表示の進行状況は何ですか?P=BPP

私の頭に浮かぶ唯一の例は、AKS決定論的多項式時間素数テストです(これについてもGRHを想定した方法論がありました)。それでは、デランダム化について、例を通してどのような具体的な証拠がありますか(これも硬度やオラクルの関係ではありません)?

ランダム化されたポリから決定論的なポリまたは特定の問題に非常に近い何かへの時間の複雑さの改善が示された場合にのみ例を維持してください。


以下はコメントの詳細であり、このクエリに役立つかどうかはわかりません。

Chazelleは、http://www.cs.princeton.edu/~chazelle/linernotes.htmlの「The Discrepancy Method:Randomness and Complexity(Cambridge University Press、2000)」に非常に興味深い声明を掲載しています

「決定論的計算のより深い理解には、ランダム化の習得が必要であることは、私にとって無限の魅力の源でした。この強力な接続を説明するためにこの本を書きました。最小全域木から線形計画法、ドローネ三角形分割まで、最も効率的なアルゴリズムは多くの場合、確率的ソリューションの非ランダム化です。不一致の方法は、すべてのコンピューターサイエンスで最も実り多い質問の1つにスポットライトを当てます。


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多くのアルゴリズムは、条件付き期待の方法、悲観的推定量の方法、および有界独立サンプル空間の使用などの一般的な手法を使用して、ランダム化を解除できます。実際、素数性テストと多項式同一性テストは、標準のランダム化解除手法に抵抗する自然な関数のまれな例であるため、非常に有名です。
サショニコロフ

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@SashoNikolovは、コメントがいくつかの例に対する完全な回答として展開される可能性があることを感謝します。また、人々が信じる唯一の理由は、回路の複雑さを介した硬さランダム性の接続ですか?P=BPP

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これは答えとしてはちょっと基本的すぎると思います。詳細と例については、Alon-Spencerのデランダム化の章を参照してください。これは、私が言及した3つの手法をカバーしています。
サショニコロフ

クラスBPPの興味深い点は、その理論的定義には、ランダム化された入力ビットが必要であり、デランダム化と弱いコロモグロフランダムネス測定を使用して、有限領域に存在しないように簡単に表示できることです。人々がこの矛盾にどのように生きることができるのか分かりません。私自身は、明示的なクラスBPP(NPまたはP)があるとは考えていません。

回答:


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SL=L

はランダム化されたログスペースを表し、 R L = Lは問題の小さいバージョン R P =RLRL=L。主要な足がかりは、04年のReingoldの証明(「Logspaceでの無向ST接続性」)であり、 S L = Lであり、 Sは「対称」を表し、 S LRP=PSL=LSSL Lのです。RLL

これは、ランダム化された対数空間チューリングマシンをノードがマシンの状態である多項式サイズの有向グラフと考えることができ、RLアルゴリズムが優れた特性を持つランダムウォークを行うことです。SLは、この形式の無向グラフに対応します。Reingoldの証明は、エキスパンダーグラフ、特にReingold、Vadhan、およびWigdersonの「ジグザグ製品」での作業に基づいて構築され、優れたプロパティを持つ無向グラフ上でランダムウォークを行い、それらのプロパティを保持する擬似ランダムウォークに変換します。

編集質問が明示的BPP対Pに専念するように変更されました前に、この質問を投稿されました、興味があるようですので...私はそれを残しています。


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しないでください。答えは興味深いです。
エミルイェジャベクはモニカをサポートします

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こんにちは@Student。、成功したランダム化解除の例に興味のある質問に来た人はこの答えに興味があると思うので、あなたの目標を無視することなく、それを保持します(時間の複雑さを指定するために後で編集されました... )
usul

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また、このサイトの質問と回答は、ポスターの特定の目的に合わせてだけでなく、参照リソースとしてフォームとして将来の訪問者に一般的に役立つように策定されることになっていると言ってください。私は、時間の複雑さやBPPに対する人為的な制限のない質問の方がはるかに便利だと思っています。
EmilJeřábekはMonicaをサポートしています

@EmilJeřábekはい、ここにあるようにusulの投稿を残すことに感謝します。

@usul 'アイデアは、ランダム化されたログスペースチューリングマシンを多項式サイズの有向グラフと考えることができるということです。NLに適した直感はありますか?LはNLではなくPSPACE = NPSPACEと推測されるため、スペースは時間と異なる場合があります。
T ....

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基本的に、PにはないことがわかっているBPPの興味深い問題は1つだけです。ImpagliazzoとKabanetsは、PのPITが回路の下限を暗示していることを示しています。したがって、P = BPPであると考えられる唯一の理由(ただし、かなり良い理由)が回路の下限です。


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高いレベルであなたに同意しますが、計算グループ理論における過剰なランダム化アルゴリズムは、PITに還元されないように見える興味深いデランダム化質問の別の緊密なクラスを示唆していると思います。これらのほとんどは決定問題ではなく機能ですが、一部はBPPの興味深い決定問題として再キャストできます。たとえば、cstheory.stackexchange.com / a / 11440/129
Joshua Grochow

O(f(n))O(f(n))BPPBPPf(n)P=BPP

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多項式の同一性テストに加えて、BPPにはあるがPにはないことが知られているもう1つの非常に重要な問題は、非負行列のパーマネントまたはグラフ内の完全一致の数を近似することです。(1 + eps)因子内でこれらの数値を近似するためのランダム化されたポリタイムアルゴリズムがありますが、最高の決定論的アルゴリズムは約2 ^ n因子近似のみを実現します。

パーマネントが主な例ですが、ランダム化アルゴリズム(通常は「MCMC」法に基づく)と決定論的アルゴリズムの間に大きなギャップがある多くの近似カウント問題があります。

同様の静脈のもう1つの問題は、明示的に与えられた凸体(たとえば、線形不等式の集合によって記述される多面体)の体積を近似することです。


P vs BPPの微妙な点の1つは、機能の問題と意思決定の問題の違いです。ランダムに解決できる(ある意味では)多くの関数の問題があるかもしれませんが、多項式時間では決定論的にではありませんが、P = BPPです。あなたの例はおそらく意思決定の問題に簡単に変換されるようです、そうですか?
-usul

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決定対機能の問題はNPの世界よりも少し微妙ですが、それでも多くのことが知られています。たとえば、セクション3のこの論文では、決定さえできない「ランダム化されたポリ時間解ける検索問題」の例を示します。しかし、関数が1対1である場合、P = BPPは「ランダム化されたポリ時間解ける関数問題」が決定論的なポリ時間アルゴリズムを持っていることを意味します(論文はさらに多くの例を示します)
ジョー・ベベル
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