論文の概要: Language Modeling is Monotone Compression
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.11031v1
- Date: Thu, 08 Oct 2026 00:24:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-10 02:36:53.714546
- Title: Language Modeling is Monotone Compression
- Title(参考訳): 言語モデリングはモノトン圧縮である
- Abstract要約: 大規模言語モデル (LLM) はモノトーン圧縮アルゴリズムと等価であることを示す。
直接的な結論として、私たちは独立した関心の暗号的な結果を得る。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.67724003380452
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A long-standing hypothesis in artificial intelligence and neuroscience posits that intelligence is closely related to compression: the ability to compress information efficiently intuitively reflects capacities associated with intelligence and learning. Indeed, recent experimental works verify this intuition by showing connections between the capabilities of large language models (LLMs) and their ability as compressors: for instance, Deletang et al. (ICLR'24) demonstrate that LLMs can be used as powerful compressors, and Huang et al. (COLM'24) show that the compression ability of LLMs is highly correlated with their performance on benchmarks for knowledge and reasoning. In this work, we initiate a theoretical study of this connection. Our main result is that LLMs (formally modeled as next-token predictors) are equivalent to monotone (a.k.a. order-preserving) compression algorithms---namely, compression algorithms where the encoding process preserves the ordering of the inputs---in the sense that the one can be constructed from the other while preserving the same error up to an additive gap of 2. We next show that the monotonicity is required for this equivalence to hold if and only if cryptographic (infinitely-often) one-way functions exist. As a direct corollary, we get a cryptographic result of independent interest: the notion of next-bit pseudoentropy (a computational analogue of entropy) of a distribution is equivalent to monotone incompressibility of the distribution. (Previously, it was only known (Haitner et al., ITCS'23) that incompressibility implies next-bit pseudoentropy.)
- Abstract(参考訳): 人工知能と神経科学の長年の仮説は、知性は圧縮と密接に関連している:情報を効率的に圧縮する能力は、知性と学習に関連する能力を直感的に反映する。
例えば、Deletang et al (ICLR'24) は、LLMが強力な圧縮機として使用できることを実証し、Huang et al (COLM'24) は、LLMの圧縮能力が知識と推論のベンチマーク上での性能と非常に相関していることを示した。
本研究では,この関係に関する理論的研究を開始する。
我々の主な結果は、LLMがモノトン(すなわち注文保存)圧縮アルゴリズムと等価である、すなわち、符号化プロセスが入力の順序を保存している圧縮アルゴリズム、すなわち、同じエラーを2の加法的ギャップまで保存しながら、一方を他方から構築できるという意味での圧縮アルゴリズムである。
次に、この同値性に対する単調性は、暗号的(無限に)片方向関数が存在する場合にのみ保持する必要があることを示す。
分布の次ビット擬エントロピー(エントロピーの計算アナログ)の概念は、分布のモノトン非圧縮性と等価である。
(以前は(Haitner et al , ITCS'23)、非圧縮性は次のビット擬似エントロピーを意味することが知られていた。
)
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