LLMs latent-state reasoning methods replace discrete intermediate tokens with continuous states, such as weighted mixtures of token embeddings, to retain multiple possible reasoning directions rather than committing to one. Yet pretrained language models often fail to preserve these mixtures. We study why through a combination of theoretical analysis and controlled empirical investigations on a variety of models. We identify three independent, distinct sources of failure. First, transformer architectures already distort mixture geometry, and training substantially amplifies this effect. Moreover, the failure can occur even if the model transports mixtures perfectly linearly: the softmax readout and autoregressive feedback form a dynamical system that either amplifies small differences until one component of the mixture dominates or contracts different mixtures until they become indistinguishable. We verify this theoretical prediction empirically: the observed transition between contraction and amplification occurs near the theoretical threshold derived by our analysis, and pretrained-model rollouts lie predominantly on the amplifying side. Finally, we generalize to mixtures of many components and show that exact preservation generally requires context-dependent correction, whose required dimensionality can grow with the number of components.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
大语言模型的强化学习技术综述
专知会员服务
42+阅读 · 2025年7月8日
大语言模型与小语言模型协同机制综述
专知会员服务
40+阅读 · 2025年5月15日
扩展英语大语言模型到新语言的综述
专知会员服务
18+阅读 · 2024年8月15日
《大型语言模型持续学习》综述
专知会员服务
94+阅读 · 2024年4月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
近期语音类前沿论文
深度学习每日摘要
14+阅读 · 2019年3月17日
论文浅尝 | Interaction Embeddings for Prediction and Explanation
开放知识图谱
11+阅读 · 2019年2月1日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
用 LDA 和 LSA 两种方法来降维和做 Topic 建模
AI研习社
13+阅读 · 2018年8月24日
论文浅尝 | 用可微的逻辑规则学习完成知识库推理
开放知识图谱
14+阅读 · 2018年7月5日
论文浅尝 | 基于知识图谱子图匹配以回答自然语言问题
开放知识图谱
26+阅读 · 2018年6月26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
2+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
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
12+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+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
VIP会员
最新内容
《最强大的军事网状网络》
专知会员服务
6+阅读 · 9月7日
《预测陆军征兵任务分配》110页
专知会员服务
5+阅读 · 9月7日
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
11+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
11+阅读 · 9月1日
相关VIP内容
大语言模型的强化学习技术综述
专知会员服务
42+阅读 · 2025年7月8日
大语言模型与小语言模型协同机制综述
专知会员服务
40+阅读 · 2025年5月15日
扩展英语大语言模型到新语言的综述
专知会员服务
18+阅读 · 2024年8月15日
《大型语言模型持续学习》综述
专知会员服务
94+阅读 · 2024年4月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
近期语音类前沿论文
深度学习每日摘要
14+阅读 · 2019年3月17日
论文浅尝 | Interaction Embeddings for Prediction and Explanation
开放知识图谱
11+阅读 · 2019年2月1日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
用 LDA 和 LSA 两种方法来降维和做 Topic 建模
AI研习社
13+阅读 · 2018年8月24日
论文浅尝 | 用可微的逻辑规则学习完成知识库推理
开放知识图谱
14+阅读 · 2018年7月5日
论文浅尝 | 基于知识图谱子图匹配以回答自然语言问题
开放知识图谱
26+阅读 · 2018年6月26日
相关基金
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
2+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
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
12+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员