The Knaster-Tarski theorem, also known as Tarski's theorem, guarantees that every monotone function defined on a complete lattice has a fixed point. We analyze the query complexity of finding such a fixed point on the $k$-dimensional grid of side length $n$ under the $\leq$ relation. Specifically, there is an unknown monotone function $f: \{0,1,\ldots, n-1\}^k \to \{0,1,\ldots, n-1\}^k$ and an algorithm must query a vertex $v$ to learn $f(v)$. A key special case of interest is the Boolean hypercube $\{0,1\}^k$, which is isomorphic to the power set lattice -- the original setting of the Knaster-Tarski theorem. Our lower bound characterizes the randomized and deterministic query complexity of the Tarski search problem on the Boolean hypercube as $\Theta(k)$. More generally, we prove a randomized lower bound of $\Omega\left( k + \frac{k \cdot \log{n}}{\log{k}} \right)$ for the $k$-dimensional grid of side length $n$, which is asymptotically tight in high dimensions when $k$ is large relative to $n$.


翻译:克纳斯特-塔尔斯基定理(亦称塔尔斯基定理)保证了定义在完全格上的每个单调函数都存在不动点。我们分析了在边长为 $n$ 的 $k$ 维网格上,依据 $\leq$ 关系寻找此类不动点的查询复杂度。具体而言,存在一个未知的单调函数 $f: \{0,1,\ldots, n-1\}^k \to \{0,1,\ldots, n-1\}^k$,算法必须查询顶点 $v$ 以获知 $f(v)$。一个关键且受关注的特例是布尔超立方 $\{0,1\}^k$,它同构于幂集格——这正是克纳斯特-塔尔斯基定理的原始设定。我们的下界刻画了布尔超立方上塔尔斯基搜索问题的随机化与确定性查询复杂度均为 $\Theta(k)$。更一般地,我们证明了对于边长为 $n$ 的 $k$ 维网格,其随机化查询复杂度下界为 $\Omega\left( k + \frac{k \cdot \log{n}}{\log{k}} \right)$,当 $k$ 相对于 $n$ 较大时,该下界在高维情形下是渐近紧的。

1
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
21+阅读 · 2023年7月12日
A Survey on Deep Learning for Named Entity Recognition
Arxiv
73+阅读 · 2018年12月22日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员