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唯一硬注意力:两面解析

机器学习 2025-11-14 v3 计算复杂性 计算与语言 形式语言与自动机理论

摘要

近期备受关注的是理解变换器(transformer)的表达能力,其提供了对其能力与局限性的洞见。许多研究分析唯一硬注意力变换器,其中注意力选择单个最大化注意力得分的位置。当多个位置获得相同的最大得分时,通常选择其中最右侧或最左侧的位置。本文强调了这一看似平凡的细节的重要性。最近的研究表明,具有左右两侧硬注意力的有限精度变换器等价于线性时序逻辑(Linear Temporal Logic,LTL)。我们证明,仅使用左侧硬注意力时,这一等价性不复存在——此时,模型对应于LTL的一个\emph{严格较弱}的片段。此外,我们进一步表明,具有左侧硬注意力的模型等价于\emph{软注意力},这表明它们可能更好地逼近现实中的变换器,而右侧注意力模型则不然。这些发现细化了变换器表达能力的格局,凸显了注意力方向性的作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.14615,
  title  = {Unique Hard Attention: A Tale of Two Sides},
  author = {Selim Jerad and Anej Svete and Jiaoda Li and Ryan Cotterell},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.14615},
  year   = {2025}
}