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Total Variation Distance Estimation in Autoregressive Models

यह शोध पत्र सैंपल (sample), लॉजिट (logit) और नॉइज़ी लॉजिट (noisy logit) एक्सेस मॉडल्स के तहत दो लंबाई-nn वाले ऑटोरेग्रेसिव डिस्ट्रीब्यूशन्स के बीच टोटल वेरिएशन डिस्टेंस (total variation distance) का अनुमान लगाने के लिए कुशल एल्गोरिदम प्रस्तुत करता है, जो पूर्ववर्ती विधियों की तुलना में महत्वपूर्ण सुधार प्रदान करता है और आधुनिक एलएलएम (LLM) इन्फरेंस इंजनों के बीच वितरण संबंधी अंतर को मापने में व्यावहारिक उपयोगिता प्रदर्शित करता है।

मूल लेखक: Eric Price, Kevin Tian, Zhiyang Xun, Yusong Zhu

प्रकाशित 2026-07-23
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मूल लेखक: Eric Price, Kevin Tian, Zhiyang Xun, Yusong Zhu

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

एआई जुड़वा बच्चों के बीच अदृश्य अंतर

कल्पना कीजिए कि आपके पास दो जुड़वा बच्चे हैं। उनका पालन-पोषण बिल्कुल एक ही घर में हुआ, वे एक जैसा भोजन करते हैं और उनका डीएनए भी एक समान है। यदि आप उनसे कोई प्रश्न पूछते हैं, तो आप उम्मीद करते हैं कि वे शब्द-दर-शब्द बिल्कुल एक जैसा उत्तर देंगे। आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस की दुनिया में, विशेष रूप से लार्ज लैंग्वेज मॉडल्स (LLMs) में, "डीएनए" मॉडल के 'वेट्स' (weights) होते हैं—जो एक फ़ाइल में संग्रहीत गणितीय दिमागी शक्ति है। लेकिन वास्तविक दुनिया में, चीजें इतनी सरल नहीं हैं। ठीक वैसे ही जैसे जुड़वा बच्चे इस आधार पर अलग तरह से प्रतिक्रिया दे सकते हैं कि वे थके हुए हैं, भूखे हैं, या किसी मित्र से बात कर रहे हैं, एआई मॉडल भी इस आधार पर अलग परिणाम दे सकते हैं कि वे किस कंप्यूटर हार्डवेयर पर चल रहे हैं, वे एक साथ कितने सवालों के जवाब दे रहे हैं, या सॉफ्टवेयर कोड में सूक्ष्म, अदृश्य गड़बड़ी (glitches) मौजूद हैं।

दो चीजों के बीच अंतर को मापने के लिए, वैज्ञानिक अक्सर "टोटल वेरिएशन डिस्टेंस" (TV) नामक टूल का उपयोग करते हैं। इसे एक "मिसमैच मीटर" (बेमेल मापने वाला यंत्र) के रूप में समझें। यदि आपके पास कंचों के दो बैग हैं, और आप प्रत्येक में से एक कंचा निकालते हैं, तो TV दूरी यह बताती है कि दोनों कंचों के अलग रंग होने की अधिकतम संभावना क्या है। यह इस बात का सटीक स्कोर है कि "इन दो चीजों के बीच असहमति होने की कितनी संभावना है?" यह अन्य उपकरणों से अलग है जो यह मापने की कोशिश करते हैं कि मॉडल कितना "हैरान" है, क्योंकि वे पूरी तरह से विफल हो सकते हैं यदि मॉडल एक भी शब्द पर असहमत हो जाए। बड़ा सवाल जो शोधकर्ता पूछ रहे हैं वह यह है: यदि दो कंपनियां दावा करती हैं कि वे बिल्कुल एक ही एआई मॉडल चला रही हैं, तो क्या वे वास्तव में आपको एक ही अनुभव दे रही हैं, या कोड में छिपे हुए अंतर मौजूद हैं?

शोध का मिशन: मशीन में छिपे भूतों को पकड़ना

"टोटल वेरिएशन डिस्टेंस एस्टीमेशन इन ऑटोरेग्रेसिव मॉडल्स" नामक यह शोध पत्र उन छिपे हुए अंतरों को खोजने की एक जासूसी कहानी है। ऑस्टिन, टेक्सास विश्वविद्यालय की एक टीम के लेखकों ने महसूस किया कि जबकि दो एआई इंजन कागज़ पर समान दिख सकते हैं, जिस तरह से वे वास्तव में टेक्स्ट जनरेट करते हैं, वे "बैचिंग" (एक साथ कई सवालों के जवाब देना) या "क्वांटाइजेशन" (स्पेस बचाने के लिए संख्याओं को सरल बनाना) जैसी चीजों के कारण अलग हो सकते हैं। वे दो एआई इंजनों के बीच टोटल वेरिएशन डिस्टेंस को मापने का एक विश्वसनीय तरीका बनाने चाहते थे ताकि यह देखा जा सके कि वे वास्तव में कितने असहमत हैं।

लेखकों ने पाया कि इस दूरी को मापना कठिन है क्योंकि एआई मॉडल केवल उत्तर नहीं देते; वे उन्हें एक-एक शब्द करके बनाते हैं, जैसे कि एक चेन रिएक्शन। यदि आप केवल अंतिम उत्तर (जैसे एक सैंपल) देख पाते हैं, तो यह एक फिल्म के अंतिम दृश्य को देखकर उसकी कहानी का अनुमान लगाने जैसा है। इसे हल करने के लिए, उन्होंने तीन अलग-अलग "सुपरपावर्स" या पर्दे के नीचे झांकने के तरीके विकसित किए, और उन्होंने पाया कि आप जितना अधिक देख सकते हैं, काम उतना ही आसान हो जाता है।

1. "सैंपल" सुपरपावर (आंखों पर पट्टी बांधकर अनुमान लगाना)
एआई को जांचने का सबसे बुनियादी तरीका यह है कि उससे एक प्रश्न पूछें और देखें कि वह क्या कहता है। इसे "सैंपल एक्सेस" कहा जाता है। लेखकों ने पाया कि यदि आपके पास केवल यही दृश्य है, तो एक अच्छा माप प्राप्त करने के लिए आपको एआई से बहुत सारे प्रश्न पूछने की आवश्यकता होगी। विशेष रूप से, आपके द्वारा पूछे जाने वाले प्रश्नों की संख्या कहानी की लंबाई (n2n^2) और शब्दावली की "सक्रिय" सूची के आकार (KK) के वर्ग के साथ बढ़ती है। यह एक विशाल जंगल का मानचित्र बनाने के लिए एक एकल पथ पर चलने जैसा है; आपको सुनिश्चित करने के लिए कि आपने कोई छिपा हुआ हिस्सा छोड़ नहीं दिया है, इसे कई बार चलना होगा। उनकी विधि पिछले प्रयासों में सुधार करती है, जिससे यह तेज़ हो जाती है, लेकिन फिर भी इसके लिए भारी संख्या में क्वेरी की आवश्यकता होती है।

2. "लॉगिट" सुपरपावर (एक्स-रे विजन)
कई एआई सिस्टम अपने "लॉगिट्स" (logits) भी दिखाते हैं, जो वे कच्चे नंबर हैं जिनका उपयोग मॉडल अंतिम विकल्प में बदलने से पहले अगले शब्द को तय करने के लिए करता है। यह एआई की आंतरिक विचार प्रक्रिया को देखने जैसा है। लेखकों ने दिखाया कि यदि आपके पास इन नंबरों तक पहुंच है, तो काम अविश्वसनीय रूप से आसान हो जाता है। आपको केवल उन प्रश्नों की आवश्यकता होती है जो कहानी की लंबाई (nn) के साथ रैखिक (linearly) रूप से बढ़ते हैं। यह एक बड़ी छलांग है—जैसे जंगल में पैदल चलने के बजाय हेलीकॉप्टर से ऊपर से उड़ना। उन्होंने सिद्ध किया कि यह करने का सबसे तेज़ तरीका है; आप इससे अधिक तेज़ी से इसे नहीं कर सकते।

3. "नॉइजी लॉगिट" सुपरपावर (धुंधली खिड़की)
यहाँ मामला वास्तव में दिलचस्प हो जाता है। वास्तविक दुनिया में, वे "लॉगिट" नंबर हमेशा सटीक नहीं होते। कभी-कभी कंप्यूटर व्यस्त होता है, या सॉफ्टवेयर थोड़ा त्रुटिपूर्ण होता है, और नंबर थोड़े धुंधले या "नॉइजी" (noisy) आते हैं। लेखकों ने महसूस किया कि यदि आप इस शोर (noise) को एक ज्ञात मात्रा के रूप में देखते हैं (जैसे कि यह जानना कि आपकी खिड़की कितनी धुंधली है), तो आप अभी भी एक बेहतरीन माप प्राप्त कर सकते हैं। उन्होंने एक ऐसा तरीका बनाया जो "ब्लाइंडफोल्डेड" (आंखों पर पट्टी वाले) और "एक्स-रे" दृष्टिकोणों को सहजता से मिलाता है। यदि शोर कम है, तो आप एक्स-रे विजन की तरह व्यवहार करते हैं। यदि शोर अधिक है, तो आप आंखों पर पट्टी बांधे हुए व्यक्ति की तरह व्यवहार करते हैं। यह सबसे व्यावहारिक उपकरण है क्योंकि यह तब भी काम करता है जब एआई पूरी तरह से सही व्यवहार नहीं कर रहा होता है।

परीक्षण के लिए प्रस्तुत करना: वास्तविक दुनिया का मुकाबला

अपने तरीकों को सिद्ध करने के लिए, लेखक केवल लैब तक सीमित नहीं रहे। उन्होंने एक वास्तविक दुनिया का प्रयोग सेट किया जिसमें दो लोकप्रिय एआई इंजन, vllm और sglang की तुलना की गई, जो एक ही मॉडल (Qwen3-0.6B) चला रहे थे। वे देखना चाहते थे कि क्या ये दोनों इंजन, जो समान होने चाहिए, वास्तव में एक ही टेक्स्ट उत्पन्न करते हैं।

उन्होंने पाया कि इंजन वास्तव में असहमत थे। 500 शब्दों की कहानी के लिए उनके बीच की टोटल वेरिएशन डिस्टेंस लगभग 0.586 थी। यह संख्या किसी भी संभावित परिणाम के लिए दोनों इंजनों के बीच संभाव्यता (probability) के अधिकतम अंतर का प्रतिनिधित्व करती है। व्यावहारिक रूप से, इसका मतलब है कि यदि आप दोनों इंजनों के बीच अंतर बताने के लिए एक विशिष्ट परीक्षण चलाते, तो वह परीक्षण लगभग 59% बार सफल होता। यह एक सीधा संभाव्यता नहीं है कि एक इंजन द्वारा उत्पन्न कोई भी यादृच्छिक वाक्य दूसरे से अलग होगा, बल्कि यह एक माप है कि दोनों इंजन कितने अलग पहचाने जा सकते हैं।

अध्ययन ने यह भी खुलासा किया कि वे क्यों असहमत थे। कभी-कभी, एक इंजन एक ऐसा शब्द चुनता था जिसे दूसरे इंजन ने असंभव माना (एक "सपोर्ट मिसमैच"), जिससे दूरी बढ़ जाती थी। अन्य समय में, उन्होंने एक ही शब्द चुने लेकिन उन्हें थोड़ी अलग संभाव्यता सौंपी। लेखकों ने यह भी देखा कि सिस्टम में "शोर" (noise) कैसे बदलता है। उदाहरण के लिए, यदि आप इंजनों को एक साथ 256 सवालों के जवाब देने के लिए कहते हैं, तो शोर बढ़ जाता है, जिससे माप धुंधला हो जाता है। लेकिन उनका नया "मल्टीलेवल" तरीका स्मार्ट था और इसे संभालने में सक्षम था। एक ही प्रश्न को कई बार पूछकर और परिणामों का औसत निकालकर, वे शोर को फ़िल्टर कर सके और वास्तविक दूरी का पता लगा सके।

निष्कर्ष

शोध पत्र यह निष्कर्ष निकालता है कि अब हम यह विश्वसनीय रूप से माप सकते हैं कि दो एआई इंजन कितने अलग हैं, भले ही वे अलग हार्डवेयर का उपयोग कर रहे हों या अलग सॉफ्टवेयर ट्रिक्स का उपयोग कर रहे हों। उन्होंने सिद्ध किया कि हालांकि यह करना कठिन है यदि आप केवल अंतिम उत्तर देखते हैं, लेकिन यदि आप आंतरिक नंबरों को देख सकते हैं तो यह बहुत आसान हो जाता है। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि उन्होंने दिखाया कि भले ही वे नंबर थोड़े नॉइजी हों, हम अभी भी अपने नए सांख्यिकीय ट्रिक्स का उपयोग करके एक सटीक चित्र प्राप्त कर सकते हैं।

यह महत्वपूर्ण है क्योंकि जैसे-जैसे एआई आम होता जा रहा है, कंपनियों को यह जानने की आवश्यकता है कि क्या उनका "सस्ता" मॉडल वास्तव में उसी के समान है जैसा कि "महंगा" मॉडल है, या क्या एक नया, तेज़ सॉफ्टवेयर अपडेट गुप्त रूप से एआई के व्यवहार को बदल रहा है। लेखकों ने इन अदृश्य अंतरों को मापने के लिए एक पैमाना प्रदान किया है, यह सुनिश्चित करते हुए कि जब हम कहते हैं कि दो एआई एक ही हैं, तो वे वास्तव में एक ही हैं। उनका कोड अब उपयोग के लिए उपलब्ध है, जो इस जटिल गणित को एआई के भविष्य के लिए एक व्यावहारिक उपकरण में बदल देता है।

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