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SLPO:透過替代策略擴充套件潛在推理

文章摘要

強化學習在顯式思維鏈推理器中的成功帶來了測試時擴充套件,但計算成本高昂。潛在推理使用連續向量進行中間計算,效率更高,但受限於模仿學習。本文提出替代潛在策略最佳化(SLPO),將結果獎勵強化學習引入自迴歸潛在推理器,透過替代策略密度進行軌跡級信用分配,並利用正確性監督的停止頭實現可變視界策略。實驗表明,SLPO在連續和軟思考設定下均能提升Pass@k,併為更難的例項分配更長的潛在計算,從而提高確定性準確率。

來源arXiv Computational Linguistics作者: Runyang You, Zhiyuan Liu, Yongqi Li, Wenjie Li
SLPO:透過替代策略擴充套件潛在推理
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近年來,強化學習(RL)在顯式思維鏈(Chain-of-Thought, CoT)推理器中取得了顯著成功,透過可驗證獎勵的RL方法實現了測試時計算擴充套件。然而,這種擴充套件路徑存在一個根本性瓶頸:每個中間推理步驟都必須解碼為語言令牌,導致計算成本隨著推理深度線性增長。相比之下,潛在推理(Latent Reasoning)提供了一種更高效的替代方案。它透過連續向量表示中間計算過程,能夠在遠少於顯式CoT的推理步驟下達到甚至超越後者的效能。儘管潛力巨大,潛在推理器目前仍主要依賴模仿學習(imitation learning),而顯式CoT已經透過結果獎勵RL超越了模仿階段。潛在軌跡缺乏可追蹤的每步似然性,並且在固定思考預算下缺乏自適應停止介面,因此直接使用結果獎勵無法激發潛在推理的測試時擴充套件能力。

針對這一挑戰,Runyang You等研究者提出了替代潛在策略最佳化(Surrogate Latent Policy Optimization, SLPO)。SLPO的核心思想是將結果獎勵RL引入自迴歸潛在推理器。具體而言,它透過一個經驗性的替代策略密度(surrogate policy density)對潛在轉換進行軌跡級的信用分配,解決了潛在軌跡缺乏可解似然性的問題。同時,SLPO引入了一個由正確性監督的停止頭(stopping head),該停止頭透過結果獎勵最佳化被訓練成一個可變視界策略,使模型能夠根據問題難度自適應地決定停止時機。

實驗部分,研究者在連續思考(continuous thinking)和軟思考(soft thinking)兩種設定下評估了SLPO。結果表明,SLPO在並行取樣條件下顯著提升了Pass@k指標。更重要的是,模型能夠為更困難的例項分配更長的潛在計算序列,從而在保持計算效率的同時實現更高的確定性準確率。這一特性表明,SLPO不僅提升了效能,還賦予了潛在推理器類似顯式CoT的測試時擴充套件能力。

這項工作的意義在於,它為潛在推理的RL訓練提供了首個有效框架,有望在保持推理效率的同時,進一步釋放潛在推理的潛力。未來,該技術可應用於需要複雜推理的AI系統,例如數學證明、科學發現和多步規劃等領域。隨著潛在推理器的逐步成熟,我們可能會看到AI系統在推理成本與效能之間取得更好的平衡。

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文章情報

工程師進階

要點

  • 潛在推理雖高效但缺乏結果獎勵RL訓練,SLPO彌補了這一空白。
  • SLPO透過替代策略密度和停止頭實現潛在推理器的結果獎勵最佳化。
  • SLPO在並行取樣下提升Pass@k,並自適應分配計算資源。

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