Kiedy BPP z tendencyjną monetą równa się standardowemu BPP?


10

Pozwól probabilistycznej maszynie Turinga mieć dostęp do nieuczciwej monety, która pojawia się z prawdopodobieństwem (trzepnięcia są niezależne). Zdefiniuj jako klasę języków rozpoznawalnych przez taki komputer w czasie wielomianowym. Standardowym ćwiczeniem jest wykazanie, że:B P P ppBPPp

A) Jeśli jest racjonalne lub nawet obliczalne z to . (Przy -computable to znaczy: jest losowo wielomianowej algorytm, który jest podawany w pojedynczych, powraca whp binarna racjonalnymi mianowniku , który znajduje się w odległości w ).B P P B P P p = B P P B P P n 2 n 2 - n - 1 ppBPPBPPp=BPPBPPn2n2−n−1p

B) Dla niektórych nieobliczalnych klasa zawiera nierozstrzygalny język, a zatem jest większa niż . Takie wartości tworzą gęsty zbiór w .B P P p B P P p ( 0 , 1 )pBPPpBPPp(0,1)

Moje pytanie brzmi: co dzieje się pomiędzy? Czy istnieje kryterium dla ? W szczególności:BPPp=BPP

1) Czy istnieją prawdopodobieństwa , tak że ? (Mogą być obliczalne w niektórych wyższych klasach).p B P P p = B P PBPPpBPPp=BPP

2) Czy szerszy niż dla wszystkich nieobliczalnych ? (Parametry, o których mowa, to parametry, których rozwinięcie binarne zawiera bardzo długie sekwencje zer i / lub jedynek. W takim przypadku obliczanie bitów przez losowe próbkowanie może zająć bardzo długi, a nawet nieobliczalny czas, a problemu nie można przeskalować do czasu wielomianowego. Czasami trudność można pokonać przez inną bazę ekspansji, ale niektóre mogą oszukać wszystkie bazy). B P P p pBPPpBPPpp


Co dokładnie masz na myśli mówiąc, że p jest (nie) obliczalny?
— daniello,

Dodałem definicję computable. Aby obliczyć w ogóle, można po prostu porzucić słowa „losowy wielomian” lub po prostu powiedzieć, że rozszerzenie binarne jest obliczalne. (Przy ograniczonych zasobach to nie to samo.)BPP
— Daniil Musatov

Myślę, że dla każdego nieobliczalnego p, ponieważ biorąc pod uwagę monetę niezależną od p, można obliczyć n -ty kawałek p przez próbkowanie. Załóżmy, że możemy obliczyć n -ty bit w czasie f ( n ) , wówczas język, który zawiera 1 x dla wszystkich x, tak że f - 1 ( x ) 'bit p wynosi 1, jest w B P P pBPPp≠BPPppnpnf(n)1xxf−1(x)p1BPPp, ale najwyraźniej jest to niemożliwe do obliczenia.
— daniello,

Jest to z pewnością prawda dla zdecydowanej większości nieobliczalnych . Jest jednak zastrzeżenie: jeśli p zawiera bardzo długie sekwencje zer i jedynek, może wymagać bardzo długiego próbkowania, aby ustalić n -ty bit. To próbkowanie może być tak długie, że f ( n ) byłoby niemożliwe do obliczenia (podobnie jak funkcja Busy Beavers). Wątpię również, aby można było to dokładnie obliczyć z samego próbkowania. I wydaje się, że bez obliczenia f ( n ) nie można rozpoznać wspomnianego języka. ppnf(n)f(n)
— Daniil Musatov,

Odpowiedzi:


1

1) Tak, ale tylko z powodu twojej definicji. Weź jednoargumentowy język (tak, wiem, że to może być puste, w takim przypadku po prostu weź coś jeszcze większego niż E X P ), co jest bardzo rzadkie w tym sensie, że n ∉ L, jeśli n nie jest to wieża 2 ' s , czyli w postaci 2 2 2 ... . Zdefiniuj p = ∑ n ∈ L 1 / n . To p nie jest B.L∈EXP∖BPPEXPn∉Ln2′s222…p=∑n∈L1/np obliczalne, ale p może być aproksymowane w P do wystarczająco małego błędu addytywnego, który pozwala na symulację maszyny B P P p .BPPpPBPPp

Gdybyś zdefiniowane -computable takie, że chcesz przybliżonej p do addytywnej błędu 1 / n (zamiast 1 / 2 n ) w czasie wielomianowym, sytuacja byłaby inna.BPPp1/n1/2n

Aktualizacja. Poniższa odpowiedź dotyczy przypadku, w którym dopuszczalny błąd addytywny wynosi zamiast 2 - n - 1 .2−n2)-n-1

2) Tak, ponieważ tutaj możesz zapomnieć o wielomianowym ograniczeniu klas i próbkując razy, możesz uzyskać n- ty bit p w B P P p .2nnpBPPp


2) Myślę, że centralne twierdzenie graniczne sugeruje, że należy spróbować , a nie 2 n , czasy nabyć 2 - brak precyzji. Ale głównym problemem jest to, że czasami potrzebujemy znacznie większej precyzji. Powiedz, jeśli | p - 122n2n2−nwtedy trzeba1|p−12|<ϵ próbki do obliczenia nawet pierwszej cyfry. A potrzebna liczba próbek może być dowolnie, a nawet nieobliczalna, duża. Punkt jest nieco wyjaśniony w edycji. 1ϵ2
— Daniil Musatov,

@Daniil: Jak również skomentowałem to pytanie, nie poprosiłeś o obliczenie cyfr w swojej definicji computable. Tak więc, jeśli p jest równe, powiedzmy, 0,01111111111 , to należy zgadywać 1 dla pierwszej cyfry po przecinku zgodnie z def. BPPp0.011111111111
— domotorp

Mówimy teraz o nieobliczalnym , prawda? Jeśli dobrze rozumiem, sugerujesz nie obliczać, próbkując cyfry p , ale zamiast tego obliczyć, czy i -ta cyfra 2 - i - 1 binarnego racjonalnego przybliżenia p wynosi 1. Ale tutaj mamy ten sam problem: obliczyć pierwszą cyfrę, aby rozróżnić 0,010000000001 i 0,001111111110. ppi2−i−1p
— Daniil Musatov,

@Daniil: OK, mój zły, myślałem, że chcesz binarnego racjonalnego, którego odległość wynosi co najwyżej od p . Zaktualizowałem odpowiednio swoją odpowiedź. Czy jesteś zadowolony z mojego rozwiązania 1)? 2−np
— domotorp
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.