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プロンプト最適化arXiv:2506.17930

文脈内プロンプトの進化的最適化:オープンエンドな自己複製の視点

Evolving Prompts In-Context: An Open-ended, Self-replicating Perspective

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ランダムな実例を「意味不明な」トークンに剪定することでLLMの性能が向上することを示し、低データ環境で剪定戦略を自動探索する進化的フレームワークPromptQuineを提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 大規模言語モデル(LLM)のプロンプト設計における新規パラダイムを提案する研究。 - 従来の常識である「よく練られた指示とデモンストレーション」に反し、ランダムなデモンストレーションを「gibberish」に見えるように剪定することで、多様なタスクで性能が向上することを示す。 - この「gibberish」は常に最先端の自動プロンプト最適化手法と同等以上で、LLMのアラインメントに関係なく大幅な改善を達成する。 - 効果的な剪定戦略を発見するのは容易ではないため、自己発見型プロンプト最適化フレームワーク「PromptQuine」を提案する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の常識では、ICLのために適切に設計された指示とデモンストレーションが優先される。 - 本研究は、ランダムなデモンストレーションを剪定して一見無意味な「gibberish」にすることで、多様なタスクで性能が向上することを示し、この常識を覆す。 - 既存の帰属手法やプロンプト圧縮アルゴリズムは堅牢な結果を出せず、人間の直感も及ばないが、PromptQuineは進化的探索により自動で剪定戦略を発見する。 - 「gibberish」は最先端の自動プロンプト最適化手法と同等以上で、LLMのアラインメントに関係なく大幅な改善を達成する点がすごい。

3. 技術・手法の肝は?

- PromptQuineは、自己発見型プロンプト最適化フレームワークであり、進化的探索を用いて剪定戦略を自動探索する。 - 低データ状況のみで動作し、コンテキスト内に存在するトークンのみを活用して、型破りだが効果的なプロンプトを進化・洗練させる。 - 自然における共生や自己組織化のような、リソース制約に応じて創発する複雑性に着想を得ている。 - 具体的な進化的アルゴリズムの詳細は要旨からは不明。

4. どうやって有効だと検証した?

- 分類、多肢選択質問応答、生成、数学推論タスクを含む多様なタスクで、複数のLLMに対して有効性を実証。 - 実行時間効率も良好であることを示す。 - 具体的なデータセット名や評価指標は要旨からは不明。

5. 議論はある?

- この発見がICLのメカニズム研究を導く可能性がある。 - より効果的なLLMプロンプティングのための、よりオープンエンドな探索アルゴリズムへの行動喚起を提供する。 - 具体的な議論の詳細や限界については要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究:最先端の自動プロンプト最適化手法(具体的名称は不明)、帰属手法、プロンプト圧縮アルゴリズム。 - 関連手法として、ICLのメカニズム研究やオープンエンド探索アルゴリズムの論文が考えられるが、具体的なタイトルは要旨からは不明。

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Jianyu Wang, Zhiqiang Hu, Lidong Bing

分類: cs.AI, cs.CL, cs.LG, cs.NE, cs.RO

原文アブストラクト

We propose a novel prompt design paradigm that challenges conventional wisdom in large language model (LLM) prompting. While conventional wisdom prioritizes well-crafted instructions and demonstrations for in-context learning (ICL), we show that pruning random demonstrations into seemingly incoherent "gibberish" can remarkably improve performance across diverse tasks. Notably, the "gibberish" always matches or surpasses state-of-the-art automatic prompt optimization techniques, achieving substantial gains regardless of LLM alignment. Nevertheless, discovering an effective pruning strategy is non-trivial, as existing attribution methods and prompt compression algorithms fail to deliver robust results, let alone human intuition. In terms of this, we propose a self-discover prompt optimization framework, PromptQuine, an evolutionary search framework that automatically searches for the pruning strategy by itself using only low-data regimes. Much like the emergent complexity in nature--such as symbiosis and self-organization--arising in response to resource constraints, our framework evolves and refines unconventional yet highly effective prompts by leveraging only the tokens present within the context. We demonstrate its effectiveness across classification, multi-choice question answering, generation and math reasoning tasks across LLMs, while achieving decent runtime efficiency. We hope our findings can guide mechanistic studies on in-context learning, and provide a call to action, to pave the way for more open-ended search algorithms for more effective LLM prompting.

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