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Goedel-Code-Prover: Hierarchical Proof Search for Open State-of-the-Art Code Verification

यह शोध पत्र Goedel-Code-Prover को प्रस्तुत करता है, जो Lean 4 के लिए एक पदानुक्रमित (hierarchical) प्रूफ़ सर्च फ्रेमवर्क है, जो कोड सत्यापन बेंचमार्क पर 62.0% सफलता दर प्राप्त करने के लिए हाइब्रिड सुदृढीकरण शिक्षण (reinforcement learning) और एक सिद्धांत-आधारित अपघटन स्कोर (decomposition score) के साथ प्रशिक्षित एक एकीकृत 8B-पैरामीटर मॉडल का उपयोग करता है, जो कुशल, स्केलेबल प्रूफ़ प्लानिंग के माध्यम से बड़े बेसलाइन्स से काफी बेहतर प्रदर्शन करता है।

मूल लेखक: Zenan Li (Mike), Ziran Yang (Mike), Deyuan (Mike), He, Haoyu Zhao, Andrew Zhao, Shange Tang, Kaiyu Yang, Aarti Gupta, Zhendong Su, Chi Jin

प्रकाशित 2026-03-23
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मूल लेखक: Zenan Li (Mike), Ziran Yang (Mike), Deyuan (Mike), He, Haoyu Zhao, Andrew Zhao, Shange Tang, Kaiyu Yang, Aarti Gupta, Zhendong Su, Chi Jin

मूल पेपर CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें

कल्पना कीजिए कि आप एक बहुत ही बुद्धिमान, लेकिन थोड़े अराजक (chaotic) रोबोट को एक आदर्श, बग-मुक्त कंप्यूटर प्रोग्राम लिखना सिखाने की कोशिश कर रहे हैं। आप रोबोट से कहते हैं, "एक ऐसा फंक्शन बनाओ जो एक लिस्ट में उस एक अनोखे नंबर को ढूँढ सके जहाँ बाकी सब कुछ दो बार आता है।"

रोबोट कोड लिखने की कोशिश करता है। यह अच्छा दिखता है! लेकिन आप कैसे जानेंगे कि यह गणितीय रूप से एकदम सही है? आप इसे सिर्फ एक मिलियन बार चलाकर नहीं देख सकते; हो सकता है कि आपने कोई अजीब 'एज केस' (edge case) छोड़ दिया हो। आपको एक गणितीय प्रमाण (mathematical proof) की आवश्यकता है कि यह काम ज़रूर करेगा, चाहे कुछ भी हो।

यहीं पर Goedel-Code-Prover काम आता है। यह एक नया AI सिस्टम है जिसे ये गणितीय प्रमाण लिखने के लिए डिज़ाइन किया गया है। लेकिन पेच यह है कि ये प्रमाण लिखना बहुत कठिन है, यहाँ तक कि AI के लिए भी।

यहाँ इस पेपर द्वारा इस समस्या को हल करने की कहानी सरल भाषा में दी गई है।

समस्या: "ब्लैक बॉक्स" बनाम "ब्लूप्रिंट"

अतीत में, कोड के सही होने का प्रमाण देने वाले AI मॉडल एक आँखों पर पट्टी बँधे हुए तीरंदाज़ की तरह थे। वे एक तीर (प्रमाण) छोड़ते थे और उम्मीद करते थे कि वह सीधे निशाने पर लगेगा।

  • समस्या: यदि वे चूक जाते, तो उन्हें पता नहीं चलता था कि क्यों। क्या तीर बहुत भारी था? क्या उन्होंने गलत निशाना लगाया था? क्या हवा चल रही थी?
  • मैथ बनाम कोड का अंतर: AI गणितीय प्रमाणों में माहिर है क्योंकि उसने लाखों गणित की किताबें पढ़ी हैं। वह गणित की "शब्दावली" जानता है। लेकिन कोड अलग है। हर नया प्रोग्राम अपने नियमों के साथ एक नई एलियन भाषा जैसा है। AI के पास इस बात की लाइब्रेरी नहीं है कि "इस विशिष्ट फंक्शन को कैसे सिद्ध किया जाए" क्योंकि किसी ने भी इनके प्रमाण हाथ से नहीं लिखे हैं।

समाधान: "मास्टर आर्किटेक्ट" और "कंस्ट्रक्शन क्रू"

लेखकों ने महसूस किया कि एक पूरे जटिल प्रोग्राम को एक बड़ी छलांग में सिद्ध करने की कोशिश करना असंभव है। इसके बजाय, उन्होंने एक पदानुक्रमित प्रमाण खोज (Hierarchical Proof Search) बनाई। इसे एक गगनचुंबी इमारत बनाने की तरह समझें।

आप कंस्ट्रक्शन क्रू को सिर्फ यह नहीं कहते, "एक गगनचुंबी इमारत बनाओ।" आप इसे तोड़ते हैं:

  1. नींव बिछाएं।
  2. पहली मंजिल बनाएं।
  3. दूसरी मंजिल बनाएं।

Goedel-Code-Prover बिल्कुल यही करता है, लेकिन तर्क (logic) के साथ। यह दो चरणों वाली प्रक्रिया का उपयोग करता है:

चरण 1: मास्टर आर्किटेक्ट (विघटन/Decomposition)

कुछ भी सिद्ध करने की कोशिश करने से पहले, AI एक आर्किटेक्ट की तरह कार्य करता है। वह विशाल, डरावनी समस्या को देखता है और कहता है, "ठीक है, इस पूरी चीज़ को सिद्ध करने के लिए, हमें वास्तव में तीन छोटी, आसान चीज़ों को सिद्ध करने की आवश्यकता है।"

  • जादुई स्कोर: AI कैसे जानता है कि कौन सी छोटी चीज़ें अच्छी हैं? यह एक विशेष "स्कोरकार्ड" का उपयोग करता है।
    • क्या यह सत्य है? (क्या वह छोटी चीज़ वास्तव में बड़ी चीज़ को सिद्ध करने में मदद करती है?)
    • क्या यह सरल है? (क्या यह छोटी चीज़ मूल चीज़ की तुलना में वास्तव में आसान है?)
  • यदि AI एक बुरा उप-समस्या (sub-problem) चुनता है (जो मूल समस्या जितनी ही कठिन है), तो स्कोरकार्ड उसे कम ग्रेड देता है, और AI फिर से प्रयास करता है।

चरण 2: कंस्ट्रक्शन क्रू (पूर्णता/Completion)

एक बार जब आर्किटेक्ट ने बड़ी समस्या को छोटे, प्रबंधनीय ईंटों में तोड़ दिया, तो "कंस्ट्रक्शन क्रू" (वही AI, लेकिन अब एक कार्यकर्ता के रूप में) प्रत्येक ईंट को सिद्ध करने की कोशिश करता है।

  • वह पहली छोटी ईंट को सिद्ध करने की कोशिश करता है। यदि वह विफल होता है, तो कंप्यूटर उसे एक विशिष्ट त्रुटि संदेश देता है: "आपने पेंच पर हथौड़ा चलाने की कोशिश की।"
  • AI उस त्रुटि को पढ़ता है, अपने दृष्टिकोण को ठीक करता है, और फिर से प्रयास करता है।

गुप्त नुस्खा: "स्कोरकार्ड के साथ प्रशिक्षण"

सबसे बड़ी सफलता यह है कि उन्होंने AI को कैसे प्रशिक्षित किया।

आमतौर पर, आप AI को अंत में "सही" या "गलत" कहकर प्रशिक्षित करते हैं। लेकिन प्रमाण खोज में, आप 90% तक पहुँच सकते हैं, और फिर विफल हो सकते हैं। AI को उस 90% के लिए कोई श्रेय नहीं मिलता।

लेखकों ने एक निरंतर स्कोरकार्ड (Continuous Scorecard) का आविष्कार किया।

  • कल्पना कीजिए कि आप एक वीडियो गेम खेल रहे हैं। केवल अंतिम बॉस को हराने पर ही अंक मिलने के बजाय, आपको हर बार अंक मिलते हैं जब आप एक बेहतर रास्ता खोजते हैं या एक मिनी-पहेली हल करते हैं।
  • यह स्कोरकार्ड AI को बताता है: "हे, जो उप-समस्या आपने चुनी थी वह मूल से 50% आसान थी। अच्छा काम! इसी दिशा में आगे बढ़ते रहें।"
  • यह AI को न केवल निष्पादित करने (सिद्ध करने) के लिए, बल्कि योजना बनाने (विघटन करने) के लिए भी सक्षम बनाता है।

परिणाम: छोटा दिमाग, बड़ी जीत

टीम ने Goedel-Code-Prover-8B नामक एक मॉडल को प्रशिक्षित किया।

  • आकार: इसमें 8 बिलियन "न्यूरॉन्स" (पैरामीटर्स) हैं।
  • तुलना: उन्होंने इसकी तुलना 671 बिलियन न्यूरॉन्स वाले विशाल मॉडलों (जैसे DeepSeek-Prover) और GPT-5 जैसे बड़े मॉडलों से की।
  • परिणाम: छोटा 8B मॉडल विशाल मॉडलों को हरा देता है। इसने सबसे कठिन कोड सत्यापन समस्याओं में से 62% को हल किया, जबकि सबसे बड़े मॉडलों ने केवल लगभग 23% को हल किया।

क्यों? क्योंकि विशाल मॉडल सीधे फिनिश लाइन की ओर कूदने की कोशिश कर रहे थे (वह "आँखों पर पट्टी बँधा हुआ तीरंदाज़")। छोटे मॉडल को समस्या को चरणों में तोड़ने (आर्किटेक्ट) के लिए सिखाया गया था।

निष्कर्ष

यह पेपर दिखाता है कि कोड सत्यापन जैसे जटिल कार्यों के लिए, कच्ची शक्ति (raw power) से अधिक महत्वपूर्ण योजना बनाना (planning) है

AI को एक वर्कर (सब कुछ एक साथ करने की कोशिश करने वाला) के बजाय एक प्रोजेक्ट मैनेजर (बड़ी समस्याओं को छोटी, समाधान योग्य टुकड़ों में तोड़ने वाला) की तरह कार्य करने के लिए सिखाकर, हम छोटे, सस्ते और बहुत अधिक स्मार्ट सिस्टम बना सकते हैं जो यह सिद्ध कर सकते हैं कि कोड सुरक्षित और सही है। यह एक पूरे हाथी को एक बार में खाने की कोशिश करने और उसे स्वादिष्ट, प्रबंधनीय टुकड़ों में काटने के बीच का अंतर है।

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