We show that there is a language in $\mathsf{S}_2\mathsf{E}/_1$ (symmetric exponential time with one bit of advice) with circuit complexity at least $2^n/n$. In particular, the above also implies the same near-maximum circuit lower bounds for the classes $\Sigma_2\mathsf{E}$, $(\Sigma_2\mathsf{E}\cap\Pi_2\mathsf{E})/_1$, and $\mathsf{ZPE}^{\mathsf{NP}}/_1$. Previously, only "half-exponential" circuit lower bounds for these complexity classes were known, and the smallest complexity class known to require exponential circuit complexity was $\Delta_3\mathsf{E} = \mathsf{E}^{\Sigma_2\mathsf{P}}$ (Miltersen, Vinodchandran, and Watanabe COCOON'99). Our circuit lower bounds are corollaries of an unconditional zero-error pseudodeterministic algorithm with an $\mathsf{NP}$ oracle and one bit of advice ($\mathsf{FZPP}^{\mathsf{NP}}/_1$) that solves the range avoidance problem infinitely often. This algorithm also implies unconditional infinitely-often pseudodeterministic $\mathsf{FZPP}^{\mathsf{NP}}/_1$ constructions for Ramsey graphs, rigid matrices, two-source extractors, linear codes, and $\mathrm{K}^{\mathrm{poly}}$-random strings with nearly optimal parameters. Our proofs relativize. The two main technical ingredients are (1) Korten's $\mathsf{P}^{\mathsf{NP}}$ reduction from the range avoidance problem to constructing hard truth tables (FOCS'21), which was in turn inspired by a result of Je\v{r}\'abek on provability in Bounded Arithmetic (Ann. Pure Appl. Log. 2004); and (2) the recent iterative win-win paradigm of Chen, Lu, Oliveira, Ren, and Santhanam (FOCS'23).


翻译:我们证明,存在一个属于 $\mathsf{S}_2\mathsf{E}/_1$(带一位建议的对称指数时间)的语言,其电路复杂度至少为 $2^n/n$。特别地,上述结果也意味着对于类 $\Sigma_2\mathsf{E}$、$(\Sigma_2\mathsf{E}\cap\Pi_2\mathsf{E})/_1$ 和 $\mathsf{ZPE}^{\mathsf{NP}}/_1$ 具有相同的接近最大电路下界。此前,对于这些复杂度类仅已知“半指数”电路下界,而需要指数电路复杂度的最小复杂度类为 $\Delta_3\mathsf{E} = \mathsf{E}^{\Sigma_2\mathsf{P}}$(Miltersen、Vinodchandran 和 Watanabe,COCOON'99)。我们的电路下界是一个带 $\mathsf{NP}$ 预言机和一位建议的无条件零误差伪确定算法($\mathsf{FZPP}^{\mathsf{NP}}/_1$)的推论,该算法能无限常地解决范围避免问题。该算法还无条件地实现了对于拉姆齐图、刚性矩阵、双源提取器、线性码和 $\mathrm{K}^{\mathrm{poly}}$ 随机串的无限常伪确定 $\mathsf{FZPP}^{\mathsf{NP}}/_1$ 构造,且参数接近最优。我们的证明具有相对化性质。两个主要技术要素是:(1)Korten 将范围避免问题归约到构造真值表的 $\mathsf{P}^{\mathsf{NP}}$ 归约(FOCS'21),该归约本身受 Jeřábek 关于有界算术可证明性的结果启发(Ann. Pure Appl. Log. 2004);(2)Chen、Lu、Oliveira、Ren 和 Santhanam(FOCS'23)最近的迭代双赢范式。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
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
3+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月7日
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月4日
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月3日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
10+阅读 · 6月15日
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
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
3+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
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