Large Language Models (LLMs) have emerged as powerful operators for evolutionary search, yet the design of efficient search scaffolds remains ad hoc. While promising, current LLM-in-the-loop systems lack a systematic approach to managing the evolutionary process. We identify three distinct failure modes: Context Pollution, where experiment history biases future candidate generation; Mode Collapse, where agents stagnate in local minima due to poor exploration-exploitation balance; and Weak Collaboration, where rigid crossover strategies fail to leverage parallel search trajectories effectively. We introduce Progress-Aware Consistent Evolution (PACEvolve), a framework designed to robustly govern the agent's context and search dynamics, to address these challenges. PACEvolve combines hierarchical context management (HCM) with pruning to address context pollution; momentum-based backtracking (MBB) to escape local minima; and a self-adaptive sampling policy that unifies backtracking and crossover for dynamic search coordination (CE), allowing agents to balance internal refinement with cross-trajectory collaboration. We demonstrate that PACEvolve provides a systematic path to consistent, long-horizon self-improvement, achieving state-of-the-art results on LLM-SR and KernelBench, while discovering solutions surpassing the record on Modded NanoGPT.


翻译:大语言模型已成为进化搜索的强大算子,但高效搜索框架的设计仍处于临时性阶段。尽管当前基于大语言模型的循环系统展现出潜力,但其缺乏管理演化过程的系统性方法。我们识别出三种典型的失效模式:上下文污染,即实验历史对未来候选生成产生偏差;模式坍塌,即智能体因探索-利用平衡失调而陷入局部最优;以及弱协作,即僵化的交叉策略无法有效利用并行搜索轨迹。为应对这些挑战,我们提出进度感知一致性演化框架,该框架通过稳健控制智能体上下文与搜索动态来解决问题。PACEvolve融合了分层上下文管理与剪枝机制以应对上下文污染;采用动量回溯法以逃离局部最优;并引入自适应采样策略,将回溯与交叉统一为动态搜索协调机制,使智能体能够平衡内部优化与跨轨迹协作。实验证明,PACEvolve为持续长视野自我改进提供了系统性路径,在LLM-SR和KernelBench基准上取得最先进成果,并在Modded NanoGPT任务上发现了超越历史记录的解决方案。

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