É ?


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Sabemos que o primeiro nível da hierarquia polinomial (ou seja, NP e co-NP) está em PP, e que . Também sabemos pelo Teorema de Toda que .PPPSPACEPHPPP

Sabemos se ? Caso contrário, por que com um oráculo é mais forte que ? É possível que e PP \ nsubseteq PH ?P P P PPHPPPPPPPP P P HPHPPPPPH

Esta pergunta é muito simples, mas não encontrei nenhum recurso para resolvê-la.

Fiz essa pergunta relacionada, mas muito menos específica, ao estouro de matemática antes de aprender mais sobre o tópico.

Aqui está um pouco relacionado (mas diferente) pergunta: Is coNP#P=NP#P=P#P ?

Atualização: Dê uma olhada na pergunta de Noam Nisan aqui: Mais sobre PH em PP?

Respostas:


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Huck, como Lance e Robin apontaram, temos oráculos em relação aos quais o PH não está no PP. Mas isso não responde à sua pergunta, que era a situação no mundo "real" (não relativizado)!

A resposta curta é que (como com tantas outras coisas na teoria da complexidade) não sabemos.

Mas a resposta mais longa é que existem boas razões para conjeturar que, de fato, PH ⊆ PP.

Primeiro, o teorema de Toda implica PH ⊆ BP.PP, em que BP.PP é a classe de complexidade que "é PP como BPP é P" (em outras palavras, PP onde você pode usar uma randomização para decidir qual computação MAJORITY você deseja executar). Segundo, sob hipóteses plausíveis de derandomização (semelhantes às que são conhecidas por implicar P = BPP, por Nisan-Wigderson, Impagliazzo-Wigderson, etc.), teríamos PP = BP.PP.

Adendo, para responder às suas outras perguntas:

(1) Eu diria que não temos uma intuição convincente sobre a questão de saber se PP = P PP . Sabemos, pelos resultados de Beigel-Reingold-Spielman e Fortnow-Reingold, que o PP é fechado sob reduções não - adaptativas (tabela da verdade). Em outras palavras, uma máquina P que pode fazer consultas paralelas a um oráculo PP não é mais poderosa que o próprio PP. Mas o fato de esses resultados serem completamente quebrados para consultas adaptativas (não paralelas) ao oráculo do PP sugere que talvez os últimos sejam realmente mais poderosos.

(2) Da mesma forma, NP PP e coNP PP podem ser ainda mais poderosos que P PP . E PP O PP pode ser ainda mais poderoso e assim por diante. A sequência P, PP, P PP , PP PP , P PP ^ PP , etc. é chamada hierarquia de contagem e, assim como as pessoas conjecturam que o PH é infinito, também se pode conjecturar (embora talvez com menos confiança!) Que CH é infinito. Isso está intimamente relacionado à crença de que, em circuitos de limiar de profundidade constante (ou seja, redes neurais), adicionar mais camadas de portas de limiar fornece a você mais poder computacional.


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Scott, estou um pouco confuso com a afirmação de que "plausivelmente" o PP conterá PH. A primeira separação de PH de PP via oráculos tem em seu núcleo combinatório a separação original de Minski e Papert de que um AND de ORs não pode ser simulado por uma porta de limiar de grau polilogênico. Penso que a versão não uniforme de Toda está simulando AC0 por uma distribuição de probabilidade através de portas limiares de grau polilogênico que obtém a resposta correta whp. Assim, no nível não uniforme, a porta "BP" acrescenta poder significativo, ao contrário de P não-uniforme P vs BPP ou NP vs AM. Então, por exemplo, PH é em PP com um oráculo aleatório?
Noam

Noam, o PP com um oráculo aleatório não contém BP.PP? (Não vejo por que não deveria.) Nesse caso, certifique-se de que o PH esteja em PP com oráculo aleatório. Mas deixe-me fazer outra pergunta: existe alguma classe de complexidade C para a qual temos bons motivos para acreditar que C não é igual a BP.C?
Scott Aaronson

Você precisaria de amplificação para mostrar que PP = BP.PP com um oráculo aleatório - não vejo como fazer isso. Mesmo de maneira não uniforme, não vejo que o PH esteja em PP / poli. Os AND-de-ORs que não estão no limiar de grau polilógico parecem sugerir que mesmo o PH não uniformemente não está no PP?
Noam

Aqui está um artigo que mostra BP.PP = PP sob uma hipótese plausível: www.cs.uwyo.edu/~jhitchco/papers/hhdcc.ps
Scott Aaronson

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O que eu perdi foi que Fortnow e Reingold mostraram que o PP é fechado sob reduções verificáveis, um fechamento necessário para a des aleatorização usando um PRG (ou não uniformemente ou com um oráculo aleatório). No entanto, ainda estou intrigado aqui e formulei
Noam


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Vereshchagin [Ver] mostrou que existe um oráculo em relação ao qual AM não está contido no PP. (Este resultado parece incomparável com o resultado vs PP.)PNP

[Ver] NK Vereshchagin. Sobre o poder da PP , Proceedings of IEEE Complexity'92, pp. 138-143, 1992.


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Algo que não foi mencionado até agora (tanto quanto eu posso ver) e que se mantém no mundo não relativizado é o seguinte:

PHPP if QMA=PP.

Isso foi observado por Vyalyi neste artigo e deriva do fortalecimento de dois teoremas:

  1. Teorema de Toda - Vyalyi mostra que uma consulta a um oráculo é suficiente para uma " máquina " simular o .P P HPPPH
  2. A inclusão comprovada por Kitaev e Watrous. Vyalyi prova que o também está no , uma classe que está contida no .Q M A A 0 P P P PQMAPPQMAA0PPPP
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