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具有 $O(\sqrt{\log n})$ 个证明者的非信令证明属于 PSPACE

计算复杂性 2020-04-21 v3 量子物理

摘要

受量子计算启发的非信令证明已在密码学和近似硬度中找到了应用。一个重要的开放问题是刻画非信令证明的能力。已知 2-证明者非信令证明由 PSPACE 刻画,而具有 poly(n)poly(n) 个证明者的非信令证明由 EXP 刻画。然而,对于 2<k<poly(n)2<k<poly(n)kk-证明者非信令证明的能力仍是一个开放问题。我们证明了 k=O(logn)k=O(\sqrt{\log n})kk-证明者非信令证明(具有可忽略的健全性)包含于 PSPACE 中。我们通过两条不同且各自具有独立意义的途径证明了这一点。在两条途径中,我们都考虑了一种称为子非信令的非信令松弛。我们的主要技术贡献(用于我们的两个证明中)是一个归约,展示如何将任意值至少为 12Ω(k2)1-2^{-\Omega(k^2)} 的子非信令策略转换为值至少为 2O(k2)2^{-O(k^2)} 的非信令策略。在第一条途径中,我们展示了将 kk-证明者博弈转换为 22-证明者博弈的经典证明者归约方法在非信令设定下成立,且健全性有如下损失:若一个 kk-玩家博弈的值小于 2ck22^{-ck^2}(对某常数 c>0c>0),则相应的 2-证明者博弈的值至多为 12dk21 - 2^{dk^2}(对某常数 d>0d>0)。在第二条途径中,我们展示了子非信令博弈的值可在关于通信复杂度多项式、关于证明者数量指数的空间中近似。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.02590,
  title  = {Non-Signaling Proofs with $O(\sqrt{\log n})$ Provers are in PSPACE},
  author = {Dhiraj Holden and Yael Kalai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.02590},
  year   = {2020}
}