论文
多智能体推理的预测图:通信拓扑的后继表示谱分析
Predictive Maps of Multi-Agent Reasoning: A Successor-Representation Spectrum for LLM Communication Topologies
摘要
多智能体大语言模型系统需要在链式、星形、网状等通信拓扑间选择,但缺乏推理前诊断,难以预知哪种结构会放大漂移、达成共识或抵抗扰动。研究用行随机通信算子 P 的后继表示 M=(I−γP)⁻¹,建立结构诊断,将谱半径、谱间隙与条件数关联三类失效模式。论文推导链式、星形和网状拓扑归一化后的闭式谱,并用 Qwen2.5-7B-Instruct 在100次独立的12步结构化状态跟踪试验中检验。条件数与扰动鲁棒性的排序完全吻合(秩相关1.0),谱间隙部分预测共识动态(0.5),但谱半径与累计误差的排序完全相反(−1.0)。研究将这一反向现象归因于线性谱无法捕捉不收缩的偏差漂移,提出仿射噪声扩展恢复经验排序,作为经典谱与共识理论之外、面向漂移的结构诊断初步探索。