We study two canonical planted average-case problems -- noisy $k\mathsf{\text{-}XOR}$ and Tensor PCA -- and relate their computational properties via poly-time average-case reductions. In fact, we consider a \emph{family of problems} that interpolates between $k\mathsf{\text{-}XOR}$ and Tensor PCA, allowing intermediate densities and signal levels. We introduce two \emph{densifying} reductions that increase the number of observed entries while controlling the decrease in signal, and, in particular, reduce any $k\mathsf{\text{-}XOR}$ instance at the computational threshold to Tensor PCA at the computational threshold. Additionally, we give new order-reducing maps (e.g., $5\to 4$ $k\mathsf{\text{-}XOR}$ and $7\to 4$ Tensor PCA) at fixed entry density.


翻译:我们研究了两个典型的植入式平均情形问题——带噪声的$k\mathsf{\text{-}XOR}$与张量PCA——并通过多项式时间平均情形归约建立其计算特性之间的关联。事实上,我们考虑了一个在$k\mathsf{\text{-}XOR}$与张量PCA之间连续过渡的\emph{问题族},允许中间密度与信号强度。我们提出了两种\emph{稠密化}归约方法,能在控制信号衰减的同时增加观测条目数量;特别地,该方法可将计算阈值处的任意$k\mathsf{\text{-}XOR}$实例归约为计算阈值处的张量PCA问题。此外,我们在固定条目密度下给出了新的降阶映射(例如$5\to 4$ $k\mathsf{\text{-}XOR}$与$7\to 4$张量PCA)。

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在统计中,主成分分析(PCA)是一种通过最大化每个维度的方差来将较高维度空间中的数据投影到较低维度空间中的方法。给定二维,三维或更高维空间中的点集合,可以将“最佳拟合”线定义为最小化从点到线的平均平方距离的线。可以从垂直于第一条直线的方向类似地选择下一条最佳拟合线。重复此过程会产生一个正交的基础,其中数据的不同单个维度是不相关的。 这些基向量称为主成分。
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