Problemas de complexidade de comunicação com distância linear


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Existe alguma complexidade aleatória de comunicação aleatória (não trivial) conhecida para os problemas de gap natural nos quais as entradas 1 estão linearmente distantes das entradas 0? Ou seja, funções parciais modo que a distância de Hamming entre cada e é linear - e que requer protocolos aleatórios para se comunicar (digamos) bits?( x , y ) f - 1 ( 1 ) ( x , y ) f - 1 ( 0 ) f Ω ( f:{0,1}2n{0,1,}(x,y)f1(1)(x,y)f1(0)fΩ(n)

(Por exemplo, o problema Gap-Hamming-Distance tem uma distância de , enquanto eu estou procurando a distância ; onde se e se .) Ω(n)GHD(x,y)=1HD(x,y)n/2+2nΩ(n)GHD(x,y)=1 GHD(x,y)=1HD(x,y)n/2-HD(x,y)n/2+nGHD(x,y)=1HD(x,y)n/2n

Edit : Como apontado por Igor, qualquer predicado de complexidade de comunicação pode ser transformado em um problema de distância linear, exigindo que as entradas sejam codificadas por um bom código. O que me interessa, porém, é se existem problemas na literatura, nos quais a distância linear ocorre de maneira natural (como a distância no problema Gap-Hamming-Distance).


Algo como o Problema de Correspondência Oculta Booleana se encaixaria na conta? Requer bits de comunicação (unidirecional, aleatória) e parece que tem uma distância linear entre as - e . simnãoΩ(n)yesno
Clement C.

(ou quase linear, acho, uma vez que a entrada inclui a matriz correspondente )M
Clement c

Obrigado Clement! Esse é precisamente o tipo de problema que eu estava procurando!
Anônimo

Outro problema - embora no modelo SMP / árbitro - é basicamente Distância de Hamming com gap linear em (embora as entradas tenham tamanho vez de ). Veja Bavarian, Gavinsky e Ito '15 , mais precisamente Definição 1.9 e Teorema 1.8 (junto com o Fato 1.4): a complexidade da comunicação de no modelo SMP com aleatoriedade privada é . nx,ynlognnGapIPnΩ~(n)
Clement C.

Respostas:


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Seja um erro ao corrigir código com distância linear. Seja g : { 0 , 1 } n × { 0 , 1 } n{ 0 , 1 } seja uma função cuja complexidade de comunicação aleatória seja grande (digamos, Ω ( C:{0,1}n{0,1}2ng:{0,1}n×{0,1}n{0,1}ouΩ(n)).Ω(n)Ω(n))

Defina para ser a função parcial que nas palavras de código de C gera f ( x , y ) = g ( C - 1 ( x ) , C - 1 ( y ) ) e gera f:{0,1}2n×{0,1}2n{0,1,}Cf(x,y)=g(C1(x),C1(y))Se pelo menos um de não é em C .x,yC

Claramente, a complexidade de comunicação é igual à complexidade comunicação de g , e f satisfaz a propriedade de que para cada duas entradas diferentes em que f Saídas 0 ou 1, a distância entre eles é linear.fgff


Obrigado Igor. Embora, desnecessário dizer, o problema que você descreve tenha uma distância linear - estou procurando problemas nos quais a lacuna ocorre naturalmente (é em GHD), e não artificialmente (codificando as entradas). Existem problemas na literatura?
Anônimo

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Como mencionado em um comentário acima, o Problema de Correspondência Oculta Booleano introduzido e estudado em [BJK04, KR06] parece (quase) atender a sua exigência. O tamanho da entrada é aproximadamente (como uma entrada é do formato ( x , M , w ) { 0 , 1 } 2 n × { 0 , 1 } n × 2 n × { 0 , 1 } 2 n , onde M é uma matriz muito esparsa que pode ser codificada comnlogn(x,M,w){0,1}2n×{0,1}n×2n×{0,1}2nM bits); e sim - e não - as instâncias do problema da promessa têm distância Θ ( n ) ,nlognyesnoΘ(n)

A complexidade de comunicação aleatória unidirecional do é Ω ( BHMn, como mostrado em [KR06].Ω(n)

  • [BJK04] Ziv Bar-Yossef, TS Jayram, Iordanis Kerenidis. Separação exponencial da complexidade quântica e clássica da comunicação unidirecional, Proceedings of ACM STOC 2004
  • [KR06] Iordanis Kerenidis, Ran Raz. A complexidade da comunicação unidirecional do problema de correspondência oculta booleana. Colóquio Eletrônico sobre Complexidade Computacional (ECCC) 13 (087) (2006)
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