論文の概要: From Fuzzy to Exact: The Halo Architecture for Infinite-Depth Reasoning via Rational Arithmetic
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.18702v2
- Date: Sun, 01 Feb 2026 07:13:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-03 15:03:50.586533
- Title: From Fuzzy to Exact: The Halo Architecture for Infinite-Depth Reasoning via Rational Arithmetic
- Title(参考訳): ファジィからエクササイズへ:合理的算術による無限深度推論のためのハロアーキテクチャ
- Authors: Hansheng Ren,
- Abstract要約: 一般知性の基盤である高次因果推論は、論理的に一貫した算術をサポートする基質を要求する。
我々は、計算基礎を近似実数から正確な有理数へ遷移させるtextbfHalo Architectureを提案する。
我々の研究は、正確な算術を推論可能なAGIを前進させるには不可能であると仮定し、検証可能で拡張可能なAIシステムへのハードウェアとソフトウェアの共同設計のパスを提供する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.10152838128195464
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The pursuit of scale in deep learning has entrenched a trade-off: computational throughput is prioritized at the expense of numerical precision. We argue this compromise is fundamentally at odds with the requirements of general intelligence. We propose the \textbf{Exactness Hypothesis}: high-order causal reasoning -- a cornerstone of AGI -- demands a substrate supporting \textbf{arbitrary-precision, logically consistent arithmetic}. We trace prevalent LLM failures, such as logical hallucinations and incoherence, to the inherent limitations of IEEE 754 floating-point arithmetic, where approximation errors compound catastrophically in deep functions. As a solution, we present the \textbf{Halo Architecture}, which transitions the computational foundation from approximate reals ($\mathbb{R}$) to exact rationals ($\mathbb{Q}$). Halo is realized through a custom \textbf{Exact Inference Unit (EIU)}, whose design -- featuring asynchronous MIMD reduction and dual-modular redundancy -- resolves the performance and reliability bottlenecks of exact computation at scale. In rigorous simulations, 600B-parameter BF16 models fail in chaotic systems within steps, while Halo sustains \textbf{perfect numerical fidelity} indefinitely. Our work posits exact arithmetic as non-negotiable for advancing reasoning-capable AGI and provides a co-designed hardware-software path toward verifiable, exascale-ready AI systems.
- Abstract(参考訳): ディープラーニングにおけるスケールの追求はトレードオフを招き、計算スループットは数値的精度を犠牲にして優先される。
この妥協は、基本的には一般知能の要求に反するものであると我々は主張する。
我々は、高次因果推論(AGIの基盤となる)は、 textbf{arbitrary-precision, logically consistent arithmetic} をサポートする基質を要求する。
我々は、論理的幻覚や不整合といったLLMの失敗をIEEE 754浮動小数点演算の固有の限界に遡り、近似誤差は深い関数で破滅的に複雑になる。
解として、計算基礎を近似実数($\mathbb{R}$)から正確な有理数($\mathbb{Q}$)へ遷移させる「textbf{Halo Architecture}」を示す。
Haloはカスタムの \textbf{Exact Inference Unit (EIU) を通じて実現され、その設計 -- 非同期MIMDの削減とデュアルモジュール冗長性 -- は、スケールでの正確な計算のパフォーマンスと信頼性のボトルネックを解決する。
厳密なシミュレーションでは600BパラメータBF16モデルはステップ内のカオスシステムでは失敗し、一方Haloは無期限に \textbf{perfect numerical fidelity} を維持できる。
我々の研究は、推論可能なAGIを前進させるために正確な算術を交渉不可能とみなし、検証可能で拡張可能なAIシステムへのハードウェアとソフトウェアの共同設計のパスを提供する。
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