論文の概要: Transformers represent belief state geometry in their residual stream

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.15943v1
• Date: Fri, 24 May 2024 21:14:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-29 01:58:51.336221
• Title: Transformers represent belief state geometry in their residual stream
• Title（参考訳）: 変圧器は残流における信念状態の幾何学を表現する
• Authors: Adam S. Shai, Sarah E. Marzen, Lucas Teixeira, Alexander Gietelink Oldenziel, Paul M. Riechers,
• Abstract要約: 本稿では,この構造が,データ生成過程の隠蔽状態を更新する信念のメタ力学によって与えられることを示す。 我々の研究は、トレーニングデータの構造と、トランスフォーマーがそれらの振る舞いを実行するために使用する計算構造と表現を結びつけるフレームワークを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 40.803656512527645
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: What computational structure are we building into large language models when we train them on next-token prediction? Here, we present evidence that this structure is given by the meta-dynamics of belief updating over hidden states of the data-generating process. Leveraging the theory of optimal prediction, we anticipate and then find that belief states are linearly represented in the residual stream of transformers, even in cases where the predicted belief state geometry has highly nontrivial fractal structure. We investigate cases where the belief state geometry is represented in the final residual stream or distributed across the residual streams of multiple layers, providing a framework to explain these observations. Furthermore we demonstrate that the inferred belief states contain information about the entire future, beyond the local next-token prediction that the transformers are explicitly trained on. Our work provides a framework connecting the structure of training data to the computational structure and representations that transformers use to carry out their behavior.
• Abstract（参考訳）: 次世代の予測をトレーニングする際に、どんな計算構造を大規模言語モデルに組み込むのか? 本稿では、この構造が、データ生成過程の隠蔽状態を更新する信念のメタ力学によって与えられることを示す。 最適予測理論を応用して、予測された信念状態幾何が非常に非自明なフラクタル構造を持つ場合であっても、信念状態が変圧器の残留ストリームに線形に表現されることを予想し、発見する。 本研究では, 状態幾何学が最終残差ストリームに表現される場合や, 複数層の残差ストリームに分散する場合について検討し, それらの観察の枠組みを提供する。 さらに、推論された信念状態には、トランスフォーマーが明示的に訓練されているという局所的な次なる予測以上の、未来に関する情報が含まれていることを実証する。 我々の研究は、トレーニングデータの構造と、トランスフォーマーがそれらの振る舞いを実行するために使用する計算構造と表現を結びつけるフレームワークを提供する。

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