일정한 수의 출처에서 "무한"무작위 생성


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나는 최근 Coudron과 Yuen이 양자 장치를 사용한 무작위 확장에 관한 논문을 보았습니다 . 이 작업의 주요 결과는 일정한 수의 소스로부터 "무한"랜덤 성을 생성 할 수 있다는 것입니다. 즉, 생성 된 랜덤 비트의 수는 소스의 수가 아니라 프로토콜의 라운드 수에만 의존합니다. ).

순진하게, 이것은 결과가 양자 소스와 함께 임의의 알고리즘을 무작위 화하는 것을 허용하는 것처럼 들리며, 해당 양자 클래스 내에 임의의 복잡성 클래스가 포함되어 있음을 의미합니다.

그러나 나는 양자 정보 이론을 실제로 이해하지 못하며, 내가 놓친 많은 미묘함이 있다고 확신합니다. 그러한 주장이 가능하다면 저자는 그 주장을했을 것입니다. 그래서 내 질문은 :

논문 (및 모든 관련 연구)에 설명 된 "무한 무작위 확장"의 존재는 무작위 복잡성 클래스에 대한 일종의 무질서 화 진술을 암시 하는가? 그렇지 않다면 왜 그렇지 않습니까?

업데이트 : 나는 Scott Aaronson에 의해이 지역과 위의 논문에 대한이 우수한 수준의 개요 를 지적했습니다 . 불행히도 나는 여전히 혼란 스럽다. :).


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질문을 직접 다루지는 않지만 MIT 이론 블로그 에서 두 저자 중 한 명이이 분야와 결과에 대한 또 다른 높은 수준의 설명과 토론을합니다 .
Clement C.

양자 랜덤 성 확장은 비 랜더 마이 제이션에 대한 직교 문제를 해결한다고 생각합니다. 특히 임의 비트를 생성 할 수있는 장치가 이미 있다고 가정합니다. 해결해야 할 문제는 해당 장치의 무작위성을 확인하는 것인데, 그 자체로 무작위 테스트를 사용해야합니다. 확장은 테스트에 필요한 임의의 양과 테스트 중에 장치에서 생성 된 새로운 임의의 양을 나타냅니다.
토마스

답변:


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이것은 훌륭한 질문입니다, Suresh!

우리의 임의성 확장 결과는 복잡한 이론 결과를 의미 하지 않습니다 . 그 결과를 이해하는 한 가지 방법이 있습니다 : 우리는 양자 역학이 세계를 지배한다고 믿고 있으며,이 가정 하에서 진실되고 진실 된 정보 이론적 무작위성을 생성 하는 양자 장치가 있습니다.

그러나이 이상한 상자를 수행하고 임의성을 생성한다고 주장하는이 상자에 대해 불신하고 있다고 상상해보십시오 (일부는 상상력이 너무 많이 들지 않을 수 있음). 큐 비트를 다루고 싶지 않습니다. 당신이 이해하는 것은 고전적인 비트 문자열입니다.

무작위 확장은 클래식 검증 자로서 여러 블랙 박스와 상호 작용할 수있는 프로토콜이며 (비 통신 프로 바이더 라고 생각 함 ) 이러한 블랙 박스로 프로토콜을 실행 한 후 출력에 다음이 포함됨을 인증했습니다. 매우 높은 엔트로피-프로 버가 통과하면. 또한 시작한 임의의 양은 인증 한 출력 엔트로피보다 훨씬 적습니다.

다시 말해, 임의성 생성에 대한 대화식 증거 입니다.

따라서 그것의 유일한 "무작위 화"측면은 프로토콜 자체가 작은 시작 랜덤 성을 요구한다고 주장하는 것입니다. 그러나 결과는 매우 비 Dandomized입니다. 상자에 의해 생성 된 결과는 의사 난 수성이 아닌 진정한 임의성입니다 (예 : 계산 가정 없음).


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내가 참조. 따라서 "정상적인"비 무작위 화 주장 (확장자를 통한)은 정확성 증명을 구성하는 "알고리즘 디자이너"입니다. 여기 무작위성 증명을 설정하는 실제 대화식 증명이 있습니다.
Suresh Venkat

맞습니다!
Henry Yuen
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