In this paper, we develop a rigorous optimal control-theoretic approach to Transformer training that respects key structural constraints such as (i) realized-input-independence during execution, (ii) the ensemble control nature of the problem, and (iii) positional dependence. We model the Transformer architecture as a discrete-time controlled particle system with shared actions, exhibiting noise-free controlled McKean--Vlasov dynamics, and we show that lifting the dynamics to probability measures produces a fully-observed Markov decision process (MDP). Positional encodings are incorporated into the state space to preserve the sequence order under lifting. Using the dynamic programming principle, we establish the existence of globally optimal policies under mild assumptions of compactness. We further prove that closed-loop policies in the lifted problem is equivalent to an initial-distribution dependent open-loop policy, which are realized-input-independent and compatible with standard Transformer training. To train a Transformer, we propose a triply quantized training procedure for the lifted MDP by quantizing the state space, the space of probability measures, and the action space, and show that any optimal policy for the triply quantized model is near-optimal for the original training problem. Finally, we establish stability and empirical consistency properties of the lifted model by showing that the value function is continuous with respect to the perturbations of the initial empirical measures and convergence of policies as the data size increases. This approach provides a globally optimal and robust theoretical alternative to gradient-based training without requiring smoothness or convexity.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

IJCAI 2022 | 端到端的几何transformer:用于分子属性预测
专知会员服务
13+阅读 · 2022年12月26日
人大最新《基于Transformer 的视频语言预训练》综述论文
专知会员服务
48+阅读 · 2021年9月27日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
WWW 2020 开源论文 | 异构图Transformer
PaperWeekly
13+阅读 · 2020年4月3日
从头开始了解Transformer
AI科技评论
25+阅读 · 2019年8月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
多图带你读懂 Transformers 的工作原理
AI研习社
10+阅读 · 2019年3月18日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
15+阅读 · 2022年6月14日
Arxiv
11+阅读 · 2021年10月26日
Arxiv
20+阅读 · 2021年9月21日
VIP会员
最新内容
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
2+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
3+阅读 · 11月6日
《面向国防领域的大语言模型基准测试与适配》
专知会员服务
17+阅读 · 10月28日
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
19+阅读 · 10月24日
相关资讯
WWW 2020 开源论文 | 异构图Transformer
PaperWeekly
13+阅读 · 2020年4月3日
从头开始了解Transformer
AI科技评论
25+阅读 · 2019年8月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
多图带你读懂 Transformers 的工作原理
AI研习社
10+阅读 · 2019年3月18日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员