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推理不再只靠事后投票:VGSC在解码中随机接受候选步,平均准确率63.1%

核心概要

大模型多步推理的测试时搜索长期在两种不完美信号之间取舍:事后投票保留多样性却无法把生成引向正确路径,束搜索式验证器引导能提前干预却容易过度集中并放大验证器误差。VGSC把逐步正确性与未来结果预测合成一个接受权重,在解码时对候选步做有上限的拒绝重采样,同时保留多条轨迹做最终自洽投票。在五个推理基准、Qwen2.5 Math 1.5B Instruct生成器与Qwen2.5 Math PRM 7B验证器下,VGSC在验证器信任指数为10时取得63.1%的平均准确率,高于最强非VGSC基线BS+SC-Future的60.7%。

Source-provided article image: Verifier-Guided Self-Consistency: Test-Time Reasoning with Imperfect Generators and Verifiers
arXiv

深度剖析

测试时推理多了一种解码方式:验证器不再只在完整推理链生成后排序或加权投票,而是在每一步生成时就参与决定保留哪个候选步。 事后聚合方法从基础模型采样完整轨迹,验证器只在生成结束后使用,因此当生成器很少采到正确轨迹时无法补救;束搜索式引导在解码中介入,但确定性剪枝会让搜索过度集中在狭窄轨迹集上并放大验证器误差。 在MATH、OlympiadBench、ScienceQA、CommonsenseQA和Knights&Knaves五个基准上,使用Qwen2.5 Math 1.5B Instruct生成器与Qwen2.5 Math PRM 7B验证器,VGSC在验证器信任指数为10时平均准确率为63.1%,最强非VGSC基线BS+SC-Future为60.7%,权重自洽WSC在相近名义预算下为59.4%。

每一步的候选由基础语言模型提出,再由一个接受权重决定是否采纳,被拒绝就重新提出,直到达到每步的提议上限。 接受权重同时乘上两个概率型信号:逐步验证器给出的当前步正确概率,以及未来结果预测器给出的该前缀能走到正确最终答案的概率,两者都按验证器信任指数取幂。 未来结果预测器从同一PRM检查点初始化,只在其28层Transformer的最后四层训练LoRA适配器,训练标签来自PRM800K前缀上每条采样10条续写中到达正确答案的比例;若一步内所有提议都被拒绝,则按权重从缓存候选中选一个,实测在信任指数为5时约一成解码步触发回退,信任指数更高时仍低于两成。

启示与展望

演示范围是五个可抽取最终答案的推理基准:MATH与OlympiadBench为数学,ScienceQA为科学,CommonsenseQA为常识,Knights&Knaves为逻辑;主实验使用Qwen2.5 Math 1.5B Instruct生成器与Qwen2.5 Math PRM 7B验证器,附录另报Llama 3.2 3B Instruct、Gemma3 4B Instruct以及ReProbe验证器家族的结果。

VGSC依赖学习到的引导信号质量与任务对齐程度,验证器弱、失准或与目标域不匹配时收益可能更小,CommonsenseQA上使用ReProbe的结果就属于这一情形;验证器信任指数是方法特有的超参数,默认范围在多个数据集上表现良好,但最佳取值可能随验证器质量、生成器行为和任务域变化,新场景下可能需要验证或调参。