Amortized Circuit Complexity, Formal Complexity Measures, and Catalytic Algorithms
Notice bibliographique
Résumé
We study the amortized circuit complexity of boolean functions. Given a circuit model$\mathcal{F}$and a boolean function$f:\{0,1\}^{n}\rightarrow\{0,1\}$, the$\mathcal{F}$-amortized circuit complexity is defined to be the size of the smallest circuit that outputs$m$copies of$f$(evaluated on the same input), divided by$m$, as$m\rightarrow\infty$. We prove a general duality theorem that characterizes the amortized circuit complexity in terms of “formal complexity measures”. More precisely, we prove that the amortized circuit complexity in any circuit model composed out of gates from a finite set is equal to the pointwise maximum of the family of “formal complexity measures” associated with$\mathcal{F}$. Our duality theorem captures many of the formal complexity measures that have been previously studied in the literature for proving lower bounds (such as formula complexity measures, submodular complexity measures, and branching program complexity measures), and thus gives a characterization of formal complexity measures in terms of circuit complexity. We also introduce and investigate a related notion of catalytic circuit complexity, which we show is “intermediate” between amortized circuit complexity and standard circuit complexity, and which we also characterize (now, as the best integer solution to a linear program). Finally, using our new duality theorem as a guide, we strengthen the known upper bounds for non-uniform catalytic space, introduced by Buhrman et. al [1] (this is related to, but not the same as, our notion of catalytic circuit size). Potechin [2] proved that for any boolean function$f:\{0,1\}^{n}\rightarrow\{0,1\}$, there is a catalytic branching program computing$m=2^{2^{n}-1}$copies of$f$with total size$O(mn)$-that is, linear size per copy — refuting a conjecture of Girard, Koucký and McKenzie [3]. Potechin then asked if the number of copies$m$can be reduced while retaining the amortized upper bound. We make progress on this question by showing that if$f$has degree$d$when represented as polynomial over$\mathbb{F}_{2}$, then there is a catalytic branching program computing$m=2^{\begin{pmatrix}n\\ \leq d\end{pmatrix}}$copies of$f$with total size$O(mn)$.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,020 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,004 |
| Communication savante | 0,005 | 0,011 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».