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最小电路规模问题的平方和下界

计算复杂性 2023-11-23 v1

摘要

我们在平方和(SoS)证明系统中证明了最小电路规模问题(MCSP)的下界。我们的主要结果是:对每个布尔函数 f:{0,1}n{0,1}f: \{0,1\}^n \rightarrow \{0,1\},SoS需要 Ω(s1ϵ)\Omega(s^{1-\epsilon}) 阶才能证明 ff 不具有规模为 ss 的电路(对任意 s>poly(n)s > \mathrm{poly}(n))。作为推论,我们得到关于陈述 NP ⊈\not \subseteq P/poly 不存在低阶SoS证明。我们还表明,对任意 0<α<10 < \alpha < 1,存在电路复杂度大于 2nα2^{n^{\alpha}} 的布尔函数,但SoS需要大小 22Ω(nα)2^{2^{\Omega(n^{\alpha})}} 才能证明这一点。此外,我们对单调布尔切片函数的最小\emph{单调}电路规模证明了类似结果。我们的方法相当通用。即,我们表明若证明系统 QQ 具有足够强的约束满足问题下界,且仅依赖于约束-变量关联图的良好扩展性,且进一步 QQ 具有足够强的表达力使得变量可被局部布尔函数替换,则MCSP问题对 QQ 是困难的。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.12994,
  title  = {Sum-of-Squares Lower Bounds for the Minimum Circuit Size Problem},
  author = {Per Austrin and Kilian Risse},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.12994},
  year   = {2023}
}

备注

A conference version appeared previously in CCC'23