Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)· 2026· Ön baskı
Axiom: Uzun Menzilli Dizi Modellemesi İçin Householder Parametreli Saf Üniter RNN
Axiom: A Householder-Parameterized Pure Unitary RNN for Long-Range Sequence Modeling
- 338atıf
- 2026yıl
Kısa özet
Yeni bir üniter RNN olan Axiom, gecikmeli kopya görevinde LSTM'den (8.584'e karşılık 111.368 parametre) 13 kat daha az parametreyle %76,5–99,9 doğruluk elde ederek uzun menzilli dizi modellemesi için kayıpsız bilgi korumasını göstermektedir.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- Üniter bir RNN olan Axiom, 111.368 parametreli LSTM'ye kıyasla 8.584 parametre kullanarak gecikmeli kopya görevinde %76,5–99,9 doğruluk elde eder.
- Axiom'un üniter geçiş matrisi, kayıpsız bilgi korumasını garanti eder ve Eklem Problemi'nde LSTM'den daha iyi performans gösterir (200 uzunlukta MSE 0,00046'ya karşılık 0,00214).
- GPT-2 ile entegre edilen Axiom, 7 öbeğe kadar geriden bilgi alabildi (taban çizgisi %8,3'e karşılık %62,3 doğruluk).
- Kontrollü deneyler, Axiom'un kayıpsız ayrık geri çağırmada (LSTM'nin %42,8'ine karşılık %100) mükemmel olduğunu, LSTM'nin unutma kapısının ise sürekli sinyal gürültü filtrelemesi için daha iyi olduğunu göstermektedir.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
We present **Axiom**, a recurrent neural network whose hidden-to-hidden transition is parameterized as a product of Householder reflections, forming a strict unitary matrix. Unlike LSTM and GRU, Axiom contains no forget gate — the unitary transition matrix guarantees lossless information preservation across arbitrary sequence lengths by mathematical construction. On standard long-range memory benchmarks, Axiom achieves 76.5–99.9% accuracy on the delayed copy task using 8,584 parameters, while LSTM (111,368 parameters, 13× more) scores 12.5–13.5% — random chance — across all delays on both GPU and TPU v6e. On the Adding Problem (Hochreiter & Schmidhuber, 1997), Axiom achieves MSE 0.00046 at length 200 versus LSTM's 0.00214. We further attach Axiom as a cross-chunk memory module to a frozen GPT-2 model and demonstrate that it retrieves facts from 7 chunks back (62.3% accuracy vs 8.3% baseline), with cluster analysis confirming genuine memory retrieval rather than pattern memorization. A controlled clean-vs-noisy experiment reveals the precise boundary of Axiom's advantage: on tasks requiring lossless recall of discrete signals, Axiom reaches 100% while LSTM reaches 42.8%; on tasks requiring noise filtering from continuous signals, LSTM's forget gate provides an advantage. We derive a closed form parallel forward pass reducing the unitary recurrence to a cumulative sum in a rotated eigenbasis, verified to within 2.81e 05 error. All results confirmed independently on NVIDIA GPU and Google TPU v6e. Technical Contributions: Householder Unitary Kernel: Implementation of a recurrence relation using a product of k Householder reflections to maintain strict orthogonality. XLA Optimization: A simplified single-sided rotation specifically designed to minimize the XLA graph size for TPU acceleration. Benchmark Dominance: Demonstration of solving the "Copy Task" at T=1000, a depth where traditional LSTMs and standard RNNs typically encounter total gradient collapse. Boundary characterization: controlled experiments identify exactly when unitary dynamics help (lossless discrete recall) vs when gating helps (noise filtering from continuous signals)
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research), 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Yapay Zeka
Artificial IntelligenceComputer Science