Chain-of-Thought (CoT) reasoning improves multi-step mathematical problem solving in large language models but remains vulnerable to exposure bias and error accumulation, as early mistakes propagate irreversibly through autoregressive decoding. In this work, we propose DiffCoT, a diffusion-styled CoT framework that reformulates CoT reasoning as an iterative denoising process. DiffCoT integrates diffusion principles at the reasoning-step level via a sliding-window mechanism, enabling unified generation and retrospective correction of intermediate steps while preserving token-level autoregression. To maintain causal consistency, we further introduce a causal diffusion noise schedule that respects the temporal structure of reasoning chains. Extensive experiments on three multi-step CoT reasoning benchmarks across diverse model backbones demonstrate that DiffCoT consistently outperforms existing CoT preference optimization methods, yielding improved robustness and error-correction capability in CoT reasoning.


翻译:Chain-of-Thought(CoT)推理能提升大语言模型在多步数学问题求解中的表现,但始终面临暴露偏差与错误累积问题——由于自回归解码的特性,早期错误会不可逆地持续传播。本文提出DiffCoT,一种基于扩散风格的思维链框架,将CoT推理重构为迭代去噪过程。DiffCoT通过滑动窗口机制在推理步骤层级融合扩散原理,既能实现中间步骤的统一生成与回溯修正,又可保持词元级别的自回归特性。为维护因果一致性,我们进一步引入符合推理链时序结构的因果扩散噪声调度机制。在多个多步CoT推理基准上,基于不同模型骨干的广泛实验表明,DiffCoT始终优于现有CoT偏好优化方法,显著提升了CoT推理的鲁棒性与错误修正能力。

0
下载
关闭预览

相关内容

多模态推理的基础、方法与未来前沿
专知会员服务
27+阅读 · 2025年7月6日
超越语言的推理:潜在思维链推理的综合综述
专知会员服务
22+阅读 · 2025年5月23日
多模态思维链推理:全面综述
专知会员服务
61+阅读 · 2025年3月23日
AI进入推理模型时代,一文带你读懂思维链
专知会员服务
40+阅读 · 2025年3月17日
超越思维链:大型语言模型的X链范式综述
专知会员服务
53+阅读 · 2024年4月28日
深入理解BERT Transformer ,不仅仅是注意力机制
大数据文摘
22+阅读 · 2019年3月19日
因果推理学习算法资源大列表
专知
27+阅读 · 2019年3月3日
论文浅尝 | 变分知识图谱推理:在KG中引入变分推理框架
论文浅尝 | 基于神经网络的知识推理
开放知识图谱
15+阅读 · 2018年3月12日
最新|深度离散哈希算法,可用于图像检索!
全球人工智能
14+阅读 · 2017年12月15日
关系推理:基于表示学习和语义要素
计算机研究与发展
19+阅读 · 2017年8月22日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
2+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
最新内容
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
10+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
12+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
2+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员