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AIDB Daily Papers

AIの信頼性を高めるための「決定的地平線」:不可能性定理を設計仕様へ

原題: The Deterministic Horizon: Impossibility Results as Design Specifications for Trustworthy AI Systems
著者: Dongxin Guo
公開日: 2026-05-21 | 分野: AI cs.CL cs.AI cs.LG AI安全性 AI評価

※ 日本語タイトル・ポイントはAIによる自動生成です。正確な内容は原論文をご確認ください。

ポイント

  • 本研究は、AIの能力にはアーキテクチャのみで決まる上限が存在することを示し、それを「決定的地平線」と名付けた。
  • この上限は、計算可能性や情報理論に基づき、AIの設計段階で予測・適用可能な設計仕様として活用できる。
  • AIの様々な分野における不可能性定理を設計ルールへと転換し、信頼性の高いAIシステム構築のための新たな研究プログラムを提案する。

Abstract

Large language models now write software, draft legal documents, and produce clinical notes, yet fundamental limits, from Turing and Arrow to the No Free Lunch theorems, shape what computation can do. This thesis turns such impossibility results from curiosities into design rules. Its flagship result proves an accuracy ceiling set by architecture alone: past a critical reasoning depth, no amount of training moves it, at any adapter rank, sample size, or loss function. Computable before deployment from layer count and embedding width, this Deterministic Horizon is measured between nineteen and thirty-one across twelve transformer architectures, and fine-tuning on optimal-length traces recovers under four percentage points. The mechanism is a capacity invariant of the residual stream, and an information-theoretic conversion yields super-exponential accuracy decay past the horizon. An unconditional circuit-complexity lower bound for modular exponentiation against constant-depth prime-modulus circuits complements this result. The same argument recasts across subfields: preference learning under any misspecified model jumps discontinuously in sample complexity; multi-stage retrieval pipelines require at least as many independent metrics as stages; standard truthful auctions fail for agents with prompt-dependent valuations; and zero-knowledge verification of neural inference pays a measured overhead of one hundred ten to one hundred ninety times per non-linear activation. Together these form a catalogue of sixteen specifications, each pairing a computable boundary, a quantified violation cost, and a constructive design rule: two compositions are proved, one pairing is an honest obstruction, and four remain open. The impossibility-specification methodology is offered for the generative research programme that trustworthy AI may need. Every fundamental limit of AI is also a design rule.

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