In a streaming constraint satisfaction problem (streaming CSP), a $p$-pass algorithm receives the constraints of an instance sequentially, making $p$ passes over the input in a fixed order, with the goal of approximating the maximum fraction of satisfiable constraints. We show near optimal space lower bounds for streaming CSPs, improving upon prior works. (1) Fei, Minzer and Wang (\textit{STOC 2026}) showed that for any CSP, the basic linear program defines a threshold $α_{\mathrm{LP}}\in [0,1]$ such that, for any $\varepsilon > 0$, an $(α_{\mathrm{LP}} - \varepsilon)$-approximation can be achieved using constant passes and polylogarithmic space, whereas achieving $(α_{\mathrm{LP}} + \varepsilon)$-approximation requires $Ω(n^{1/3}/p)$ space. We improve this lower bound to $Ω(\sqrt{n}/p)$, which is nearly tight for a gap version of the problem. (2) For $p=o(\log n)$, we further strengthen the lower bound to $Ω(n\cdot2^{-O_{\varepsilon}(p)})$. Combined with existing algorithmic results, this shows that $α_{\mathrm{LP}}$ is not only the limit of multi-pass polylogarithmic-space algorithms, but also the limit of single-pass sublinear-space algorithms on bounded-degree instances. (3) For certain CSPs, we show that there exists $α< 1$ such that achieving an $α$-approximation requires $Ω(n/p)$ space. Our proofs are Fourier analytic, building on the techniques of Fei, Minzer and Wang (\textit{STOC 2026}) and the Fourier-$\ell_1$-based lower bound method of Kapralov and Krachun (\textit{STOC 2019}).


翻译:在一个流式约束满足问题(streaming CSP)中,一个$p$遍算法按固定顺序依次接收实例的约束,对输入进行$p$遍扫描,目标是近似计算可满足约束的最大比例。我们改进了先前的工作,给出了流式CSP的近最优空间下界。(1) Fei、Minzer和Wang(《STOC 2026》)证明,对于任何CSP,基本线性程序定义了一个阈值$α_{\mathrm{LP}}\in [0,1]$,使得对于任意$\varepsilon > 0$,使用常数遍和多对数空间可实现$(α_{\mathrm{LP}} - \varepsilon)$近似,而达到$(α_{\mathrm{LP}} + \varepsilon)$近似需要$Ω(n^{1/3}/p)$空间。我们将此下界改进为$Ω(\sqrt{n}/p)$,这对于问题的间隙版本几乎是紧的。(2) 对于$p=o(\log n)$,我们进一步将下界加强为$Ω(n\cdot2^{-O_{\varepsilon}(p)})$。结合现有算法结果,这表明$α_{\mathrm{LP}}$不仅是多遍多对数空间算法的极限,也是单遍次线性空间算法在有界度实例上的极限。(3) 对于某些CSP,我们证明存在$α< 1$,使得达到$α$近似需要$Ω(n/p)$空间。我们的证明基于傅里叶分析,构建于Fei、Minzer和Wang(《STOC 2026》)的技术以及Kapralov和Krachun(《STOC 2019》)的傅里叶-$\ell_1$-基下界方法之上。

0
下载
关闭预览

相关内容

【开放书】《矩阵流形优化算法》,241页pdf
专知会员服务
96+阅读 · 2021年7月3日
【NeurIPS2020-FB】学习具有可解码信息瓶颈的最优表示
专知会员服务
23+阅读 · 2020年10月13日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年9月25日
面试题:请简要介绍下tensorflow的计算图
七月在线实验室
14+阅读 · 2019年6月10日
从泰勒展开来看梯度下降算法
深度学习每日摘要
13+阅读 · 2019年4月9日
论文笔记:多任务相关粒子滤波跟踪器
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2017年7月7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
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
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
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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
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
1+阅读 · 今天14:45
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:43
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
4+阅读 · 今天14:31
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:11
《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
相关基金
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
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
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
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
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