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《數學心》第591章 姚期智的網絡通訊複雜性理論
  我們說一個通訊問題,是有兩台機器Alice和Bob,它們需要計算某個函數 f(x, y)。

  但是Alice只知道輸入x,Bob只知道y。

  它們之間離得很遠,需要通過光纜互相傳遞信息,把f(x, y)計算出來。

  它們之間傳遞信息的過程稱為通訊,一個有效的通訊過程稱為一個協議。

  舉一個例子,比如兩個數據中心,它們想知道它們的數據是否已經同步(指數據完全一樣),如果不一樣的話就需要重新同步。

  它們之間該怎麽通訊來確定這一點呢?這個問題就是通訊問題 EQ。

  在這個問題裡,Alice和Bob分別擁有一個字符串x和y,它們想計算x==y。

  對於所有通訊問題,Alice可以通過發送它的所有輸入x到Bob,然後Bob擁有全部輸入,從而計算f(x, y)。

  注意在通訊問題裡面,我們隻考慮通訊消耗,而不考慮本地的計算時間和空間消耗。

  我們能設計更好的通訊協議嗎?

  對於一個通訊問題,如果要求對於任何輸入,輸出結果完全精確,這種符合條件的協議稱為確定型通訊協議。

  但在實際應用中,我們可以容忍一個足夠小的出錯概率。

  在某些時候這是有很大好處的。比如上面那個EQ通訊問題,在要求結果完全精確的情況下,Alice發送自己的x已經是一個最優方案了。

  但在實際應用中,我們有一個更簡單的方法,那就是發送hash函數(比如MD5碼),然後雙方檢驗MD5碼即可。

  當然某種意義上這個協議不夠嚴格,更嚴格的應該是Alice隨機選擇一個合適長度的質數,然後發送。

  複雜性的意思就是說一個問題能以多快的速度解決。

  比如EQ的任何確定型通訊協議無法比發送所有輸入做得更好,這說明EQ的複雜度為O(n)。

  類似於計算理論,人們發現證明一個複雜性比設計一個算法和協議更困難。
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