In this paper we obtain complexity bounds for computational problems on algebraic power series over several commuting variables. The power series are specified by systems of polynomial equations: a formalism closely related to weighted context-free grammars. We focus on three problems -- decide whether a given algebraic series is identically zero, determine whether all but finitely many coefficients are zero, and compute the coefficient of a specific monomial. We relate these questions to well-known computational problems on arithmetic circuits and thereby show that all three problems lie in the counting hierarchy. Our main result improves the best known complexity bound on deciding zeroness of an algebraic series. This problem is known to lie in PSPACE by reduction to the decision problem for the existential fragment of the theory of real closed fields. Here we show that the problem lies in the counting hierarchy by reduction to the problem of computing the degree of a polynomial given by an arithmetic circuit. As a corollary we obtain new complexity bounds on multiplicity equivalence of context-free grammars restricted to a bounded language, language inclusion of a nondeterministic finite automaton in an unambiguous context-free grammar, and language inclusion of a non-deterministic context-free grammar in an unambiguous finite automaton.


翻译:本文研究了多个交换变量上代数形式幂级数的计算问题的复杂度上界。这些形式幂级数由多项式方程组指定,该形式化方法与加权上下文无关文法密切相关。我们聚焦于三个问题:判断给定代数级数是否恒为零、确定是否仅有有限个系数非零,以及计算特定单项式的系数。我们将这些问题与算术电路上的经典计算问题关联,从而证明这三个问题均属于计数层次。我们的主要结果改进了代数级数零性判定问题的最佳已知复杂度上界。该问题已知可通过归约到实闭域理论存在性片段的判定问题而属于PSPACE。本文通过将其归约到算术电路给定多项式次数的计算问题,证明该问题属于计数层次。作为推论,我们获得了有界语言限制下上下文无关文法的多重等价性、非确定性有限自动机语言包含于无歧义上下文无关文法、以及非确定性上下文无关文法语言包含于无歧义有限自动机这三大问题的新复杂度上界。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICDM 2022教程】图挖掘中的公平性:度量、算法和应用
专知会员服务
28+阅读 · 2022年12月26日
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
【如何做研究】How to research ,22页ppt
专知会员服务
114+阅读 · 2021年4月17日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【ACL2020放榜!】事件抽取、关系抽取、NER、Few-Shot 相关论文整理
深度学习自然语言处理
18+阅读 · 2020年5月22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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐的可解释性[综述]
LibRec智能推荐
10+阅读 · 2018年5月4日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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
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
0+阅读 · 2014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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月11日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月8日
VIP会员
相关主题
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
0+阅读 · 14分钟前
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
0+阅读 · 16分钟前
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
1+阅读 · 28分钟前
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
1+阅读 · 48分钟前
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关资讯
【ACL2020放榜!】事件抽取、关系抽取、NER、Few-Shot 相关论文整理
深度学习自然语言处理
18+阅读 · 2020年5月22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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐的可解释性[综述]
LibRec智能推荐
10+阅读 · 2018年5月4日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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
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
0+阅读 · 2014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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员