論文の概要: MC-NEST: Enhancing Mathematical Reasoning in Large Language Models leveraging a Monte Carlo Self-Refine Tree
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.15645v2
- Date: Sun, 01 Jun 2025 08:26:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-03 16:22:42.886969
- Title: MC-NEST: Enhancing Mathematical Reasoning in Large Language Models leveraging a Monte Carlo Self-Refine Tree
- Title(参考訳): MC-NEST:モンテカルロ自己決定木を利用した大規模言語モデルにおける数学的推論の強化
- Authors: Gollam Rabby, Farhana Keya, Sören Auer,
- Abstract要約: 我々はモンテカルロ木探索の拡張としてモンテカルロ自給木(MC-NEST)を提案する。
MC-NESTは、複雑な推論タスクにおける意思決定の改善のための自己補正と自己評価を統合している。
Olympiadレベルのベンチマークで、最先端のpass@1スコアを達成している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.16385815610837165
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Mathematical reasoning presents significant challenges for large language models (LLMs). To enhance their capabilities, we propose Monte Carlo Self-Refine Tree (MC-NEST), an extension of Monte Carlo Tree Search that integrates LLM-based self-refinement and self-evaluation for improved decision-making in complex reasoning tasks. MC-NEST balances exploration and exploitation using Upper Confidence Bound (UCT) scores combined with diverse selection policies. Through iterative critique and refinement, LLMs learn to reason more strategically. Empirical results demonstrate that MC-NEST with an importance sampling policy substantially improves GPT-4o's performance, achieving state-of-the-art pass@1 scores on Olympiad-level benchmarks. Specifically, MC-NEST attains a pass@1 of 38.6 on AIME and 12.6 on MathOdyssey. The solution quality for MC-NEST using GPT-4o and Phi-3-mini reaches 84.0\% and 82.08\%, respectively, indicating robust consistency across different LLMs. MC-NEST performs strongly across Algebra, Geometry, and Number Theory, benefiting from its ability to handle abstraction, logical deduction, and multi-step reasoning -- core skills in mathematical problem solving.
- Abstract(参考訳): 数学的推論は、大規模言語モデル(LLM)に重大な課題をもたらす。
LLMに基づく自己修正と自己評価を統合したモンテカルロ木探索の拡張であるMC-NESTを提案する。
MC-NESTは、アッパー信頼境界(UCT)スコアと多様な選択ポリシーを組み合わせた探索と搾取のバランスをとる。
反復的批判と洗練を通じて、LLMはより戦略的に推論することを学ぶ。
実験の結果,重要なサンプリングポリシを持つMC-NESTはGPT-4oの性能を大幅に向上し,Olympiadレベルのベンチマークで最先端パス@1スコアを達成した。
具体的には、MC-NESTはAIMEで38.6、MathOdysseyで12.6のパス@1を得る。
GPT-4o と Phi-3-mini を用いた MC-NEST の溶液品質は,それぞれ84.0\% と 82.08\% に達し,それぞれ異なる LLM に対して堅牢性を示した。
MC-NESTは、代数、幾何学、数論にまたがって強く機能し、数学的問題解決における中核的なスキルである抽象、論理的推論、多段階推論を扱う能力の恩恵を受ける。
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