Quando BPP con una moneta distorta equivale a BPP standard?


10

Lascia che una macchina Turing probabilistica abbia accesso a una moneta ingiusta che esce testa con probabilità pp (i lanci sono indipendenti). Definisci B P P pBPPp come la classe di linguaggi riconoscibile da tale macchina in tempo polinomiale. È un esercizio standard per dimostrare che:

A) Se pp è razionale o B P PBPP -computable allora B P P p = B P PBPPp=BPP . (Con B P P-BPP calcolabile intendo: esiste un algoritmo polinomiale randomizzato che viene alimentato nn in ritorni unari con il razionale binario con denominatore 2 n2n che si trova entro 2 - n - 12n1 di pp .)

B) Per alcuni uncomputable pp classe B P P pBPPp contiene un linguaggio indecidibile e quindi è più grande di B P PBPP . Tali valori di pp formano un insieme denso in ( 0 , 1 )(0,1) .

La mia domanda è la seguente: cosa succede tra? Esiste un criterio per B P P p = B P PBPPp=BPP ? In particolare:

1) Esistono incomprensibili nelle probabilità tali che ? (Possono essere calcolabili in alcune classi superiori).BPPBPPppBPPp=BPPBPPp=BPP

2) è più largo di per tutti i calcolabili ? (I parametri in questione sono quelli la cui espansione binaria contiene sequenze molto lunghe di zeri e / o di uno. In questo caso il calcolo dei bit mediante campionamento casuale può richiedere tempi molto lunghi, anche non calcolabili, e il problema non può essere risolto al tempo polinomiale. A volte il la difficoltà può essere superata da un'altra base di espansione, ma alcune possono ingannare tutte le basi).BPPpBPPpBPPBPPpppp


Cosa intendi esattamente per essere (non) calcolabile?
daniello,

Ho aggiunto la definizione di B P P- calcolabile. Per il calcolo in generale si può semplicemente abbandonare le parole "polinomio randomizzato" o semplicemente dire che l'espansione binaria è calcolabile. (Con risorse limitate questo non è lo stesso.)BPP
Daniil Musatov

Penso B P P pB P P per ogni uncomputable p perché dato un p uno -biased moneta può calcolare il n 'th' di p mediante campionamento. Supponiamo di poter calcolare il n 'esimo bit nel tempo f ( n ) , quindi la lingua che contiene 1 x per tutti x tale che il f - 1 ( x ) ' th bit di p sia 1 sia in B P P pBPPpBPPppnpnf(n)1xxf1(x)p1BPPp, ma chiaramente è incontestabile.
daniello,

Questo è sicuramente vero per la stragrande maggioranza di p . Ma c'è un avvertimento: se p contiene molto lunghe sequenze di zero e uno, allora potrebbe essere necessario molto tempo di campionamento per determinare il n 'esimo bit. Questo campionamento potrebbe essere così lungo che f ( n ) sarebbe incontestabile (come la funzione Busy Beavers). Dubito anche che possa essere calcolato con precisione dal campionamento stesso. E sembra che senza calcolare f ( n ) non si possa riconoscere la lingua menzionata. ppnf(n)f(n)
Daniil Musatov,

Risposte:


1

1) Sì, ma solo per via della tua definizione. Prendi un linguaggio unario L E X P B P P (sì, so che potrebbe essere vuoto, in quel caso basta prendere qualcosa di ancora più grande di E X P ), che è molto scarso nel senso che n L se n non è una torre di 2 s , cioè della forma 2 2 2 . Definire p = n L 1 / n . Questa p non è BLEXPBPPEXPnLn2s222p=nL1/npP P- calcolabile, ma p può essere approssimato in P fino a un errore additivo abbastanza piccolo che consente la simulazione di una macchina B P P p .BPPpPBPPp

Se aveste definito B P P -computable tale che si desidera approssimativa p fino a un errore additivo di 1 / n (invece di 1 / 2 n ) in tempo polinomiale, le cose sarebbero diverse.BPPp1/n1/2n

Aggiornare. La risposta di seguito è per il caso in cui l'errore additivo che consentiamo è 2 - n anziché 2 - n - 1 .2n2n1

2) Sì, perché qui si può dimenticare la restrizione polinomiale sulle classi e campionando 2 n volte si può ottenere il n po '-esimo di p in B P P p .2nnpBPPp


2) Penso che il teorema del limite centrale suggerisca che si dovrebbero campionare 2 2 n , non 2 n , volte per acquisire una precisione 2 - n . Ma il problema principale è che a volte abbiamo bisogno di una precisione molto maggiore. Di ', se | p - 122n2n2n2 | <ϵquindi uno ha bisogno di1|p12|<ϵϵ 2 campioni per calcolare anche la prima cifra. E il numero di campioni necessari può essere arbitrariamente, anche senza dubbio, grande. Il punto è un po 'chiarito nella modifica. 1ϵ2
Daniil Musatov,

@Daniil: Come ho anche commentato la domanda, non hai chiesto il calcolo delle cifre nella tua definizione di B P P- calcolabile. Quindi, se p è uguale a 0,01111111111 , allora si dovrebbe indovinare 1 per la prima cifra dopo la virgola in base alla def. BPPp0.011111111111
domotorp

Ora stiamo parlando di p inestimabile , no? Se ti capisco bene, suggerisci di non calcolare campionando le cifre di p , ma invece di calcolare se l' i -esima cifra di 2 - i - 1 approssimazione binaria razionale di p sia 1. Ma qui affrontiamo lo stesso problema: calcolare la prima cifra che dobbiamo distinguere tra 0,010000000001 e 0,001111111110. ppi2i1p
Daniil Musatov,

@Daniil: OK, mio ​​male, pensavo volessi un binario razionale la cui distanza è al massimo 2 - n da p . Ho aggiornato la mia risposta di conseguenza. Sei soddisfatto della mia soluzione per 1)? 2np
domotorp
Utilizzando il nostro sito, riconosci di aver letto e compreso le nostre Informativa sui cookie e Informativa sulla privacy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.