คือ ?


37

เรารู้ว่าระดับแรกของลำดับชั้นของพหุนาม (เช่น NP และร่วม NP) อยู่ใน PP, และPSPACE นอกจากนี้เรายังรู้จากโทดะทฤษฎีบทที่{}PP⊆PSPACEPH⊆PPP

เราจะรู้ว่า ? ถ้าไม่เป็นเช่นนั้นทำไมมีoracleแข็งกว่า ? เป็นไปได้หรือไม่ที่และPP \ nsubseteq PH ?PH⊆PPPPPPPPH⊈PPPP⊈PH

คำถามนี้ง่ายมาก แต่ฉันไม่พบทรัพยากรใด ๆ

ฉันถามนี้คำถามที่เกี่ยวข้อง แต่น้อยมากที่เฉพาะเจาะจงเกี่ยวล้นคณิตศาสตร์ก่อนที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อ

ที่นี่เป็นที่ที่เกี่ยวข้องบ้าง ( แต่แตกต่างกัน) คำถาม: Is coNP#P=NP#P=P#P ?

Update:ดูคำถามของ Noam Nisan ที่นี่: ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับค่า PH ใน PP?

คำตอบ:


37

ฮัคดังที่แลนซ์และโรบินชี้ให้เห็นเรามีออราเคิลที่เกี่ยวข้องกับ PH ที่ไม่ได้อยู่ในพีพี แต่นั่นไม่ได้ตอบคำถามของคุณซึ่งเป็นสิ่งที่สถานการณ์อยู่ในโลก "ของจริง" (ไม่เกี่ยวข้อง)!

คำตอบสั้น ๆ คือ (ไม่เหมือนกับทฤษฎีความซับซ้อนมาก) เราไม่รู้

แต่คำตอบที่ยาวกว่าคือมีเหตุผลที่ดีมากที่จะคาดเดาว่า PH PH PP แน่นอน

ข้อแรกทฤษฎีบทของโทดะหมายถึง PH ⊆ BP.PP โดยที่ BP.PP เป็นคลาสความซับซ้อนที่ "คือ PP เนื่องจาก BPP คือ P" (อีกนัยหนึ่งคือ PP ซึ่งคุณสามารถใช้การสุ่มเพื่อตัดสินใจว่าการคำนวณ MAJORITY ใดที่คุณต้องการ ดำเนินการ) ประการที่สองภายใต้สมมติฐาน derandomization ที่เป็นไปได้ (คล้ายกับที่รู้จักกันว่าหมายถึง P = BPP โดย Nisan-Wigderson, Impagliazzo-Wigderson ฯลฯ ) เราจะมี PP = BP.PP.

ภาคผนวกเพื่อตอบคำถามอื่น ๆ ของคุณ:

(1) ฉันจะบอกว่าเราไม่มีสัญชาตญาณที่น่าสนใจไม่ว่าจะด้วยคำถามว่า PP = P PPหรือไม่ เรารู้จากผลลัพธ์ของ Beigel-Reingold-Spielman และ Fortnow-Reingold ว่า PP ถูกปิดภายใต้การลด nonadaptive (ตารางความจริง) กล่าวอีกนัยหนึ่งเครื่อง P ที่สามารถทำการสอบถามแบบขนานกับ oracle PP นั้นไม่มีประสิทธิภาพมากกว่า PP แต่ความจริงที่ว่าผลลัพธ์เหล่านี้ทำลายลงอย่างสมบูรณ์สำหรับการค้นหาแบบปรับตัว (ไม่ใช่แบบขนาน) ไปยัง oracle PP แสดงให้เห็นว่าบางทีสิ่งหลังอาจมีประสิทธิภาพมากกว่าจริงๆ

(2) ในทำนองเดียวกัน NP PPและ coNP PPอาจจะยังคงมีประสิทธิภาพมากขึ้นกว่า P PP และ PP PPอาจจะทรงพลังมากกว่านี้เรื่อย ๆ ลำดับ P, PP, P PP , PP PP , P PP ^ PP , ฯลฯ เรียกว่าลำดับชั้นการนับและเช่นเดียวกับที่ผู้คนคาดเดาว่า PH ไม่มีที่สิ้นสุดดังนั้นใคร ๆ ก็สามารถคาดเดาได้ (แม้ว่าอาจจะมีความมั่นใจน้อยกว่า!) CH ไม่มีที่สิ้นสุด สิ่งนี้มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความเชื่อที่ว่าในวงจรความลึกคงที่ (เช่นเครือข่ายนิวรัล) การเพิ่มเลเยอร์ประตูเกทส์ให้พลังการคำนวณมากขึ้น


7
สกอตต์ฉันรู้สึกสับสนเล็กน้อยโดยคำแถลงว่า PP น่าจะมีค่า PH การแยก PH แรกจาก PP ผ่านออราเคิลนั้นมีการแยก Minski & Papert ที่แกนกลางเดิมซึ่งการแยก AND-of-ORs ไม่สามารถจำลองโดยประตูธรณีวิทยาระดับโพลิล็อก ฉันคิดว่า Toda รุ่นไม่สม่ำเสมอกำลังจำลอง AC0 ด้วยการแจกแจงความน่าจะเป็นมากกว่าประตูธรณีประตูระดับโพลิล็อกซึ่งได้คำตอบที่ถูกต้อง ดังนั้นในระดับที่ไม่เหมือนกัน "BP" - ประตูเพิ่มพลังที่สำคัญซึ่งแตกต่างจาก P เทียบกับ BPP หรือ NP vs AM ที่ไม่สม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่นค่า PH ใน PP ที่มี oracle สุ่มหรือไม่?
— โนม

เปล่าไม่ใช่ PP ที่มี oracle สุ่มประกอบด้วย BP.PP ใช่ไหม (ฉันไม่เห็นว่าทำไมมันไม่ควร) ถ้าเป็นเช่นนั้นให้แน่ใจว่า PH อยู่ใน PP ด้วย oracle แบบสุ่ม แต่ให้ฉันถามคำถามอื่น: มีคลาสความซับซ้อน C ที่เรามีเหตุผลที่ดีที่จะเชื่อว่า C ไม่เท่ากับ BP.C หรือไม่
— Scott Aaronson

คุณจะต้องใช้แอมปลิฟายเออร์เพื่อแสดงว่า PP = BP.PP ที่มีออราเคิลสุ่ม - ฉันไม่เห็นวิธีการทำเช่นนั้น แม้จะไม่เหมือนกันฉันก็ไม่เห็นว่า PH อยู่ใน PP / โพลี AND-of-OR ไม่ได้อยู่ใน polylog-degree-threshold ดูเหมือนว่าจะแนะนำว่าแม้ PH ที่ไม่สม่ำเสมอนั้นไม่ได้อยู่ใน PP
— Noam

นี่คือกระดาษที่แสดง BP.PP = PP ภายใต้สมมติฐานที่เป็นไปได้: www.cs.uwyo.edu/~jhitchco/papers/hhdcc.ps
— Scott Aaronson

8
สิ่งที่ฉันขาดไปก็คือ Fortnow และ Reingold แสดงให้เห็นว่า PP ถูกปิดภายใต้การลดค่าใช้จ่ายจริงซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการลดความเป็นไปได้โดยใช้ PRG (หรือไม่สม่ำเสมอหรือมี oracle สุ่ม) อย่างไรก็ตามฉันยังงงงวยที่นี่และตั้งคำถามเกี่ยวกับมัน: cstheory.stackexchange.com/questions/3331/more-on-ph-in-pp
— Noam


20

Vereshchagin [Ver] แสดงให้เห็นว่ามี oracle ที่เกี่ยวข้องซึ่ง AM ไม่มีอยู่ใน PP (ผลลัพธ์นี้เทียบไม่ได้กับผลลัพธ์กับ PP)PNP

[Ver] NK Vereshchagin พลังของ PP , การดำเนินการของ IEEE Complexity'92, pp. 138-143, 1992


13

บางสิ่งที่ยังไม่ได้รับการกล่าวถึง (เท่าที่ฉันเห็น) และในโลกที่ไม่เกี่ยวข้องคือ:

PH⊆PP if QMA=PP.

สิ่งนี้ถูกสังเกตโดย Vyalyi ในบทความนี้และมาจากการเสริมความแข็งแกร่งของทฤษฎีบทสอง:

  1. โทดะทฤษฎีบท - แสดง Vyalyi ที่หนึ่งแบบสอบถามไปยัง oracle ก็เพียงพอสำหรับ "เครื่อง" เพื่อจำลองPH♯PPPH
  2. การรวมได้รับการพิสูจน์โดย Kitaev และ Watrous Vyalyi พิสูจน์ว่านั้นอยู่ในซึ่งเป็นคลาสที่บรรจุอยู่ในด้วยQMA⊆PPQMAA0PPPP
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.