1.5B模型新SOTA，RL訓(xùn)練新解法打破「簡(jiǎn)單題過(guò)擬合、難題學(xué)不動(dòng)」

QuestA（問(wèn)題增強(qiáng)）引入了一種方法，用于提升強(qiáng)化學(xué)習(xí)中的推理能力。通過(guò)在訓(xùn)練過(guò)程中注入部分解題提示，QuestA 實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)重大成果：

Pass@1 的 SOTA 性能：在 1.5B 模型上實(shí)現(xiàn)了最先進(jìn)的結(jié)果，甚至在關(guān)鍵基準(zhǔn)測(cè)試中超越了早期的 32B 模型。
提升 Pass@k：在提高 Pass@1 的同時(shí)，QuestA 不會(huì)降低 Pass@k 性能 —— 事實(shí)上，它通過(guò)讓模型在多次嘗試中進(jìn)行更有效的推理，從而提升了模型能力。

這一在強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練中的發(fā)現(xiàn)，為開發(fā)具有更強(qiáng)推理能力的模型打開了大門。QuestA 使 RL 能夠高效處理不同難度的任務(wù)，消除了通常在簡(jiǎn)單與困難問(wèn)題之間存在的權(quán)衡。

兩難：簡(jiǎn)單任務(wù)導(dǎo)致熵坍縮 vs. 難任務(wù)減緩學(xué)習(xí)效率

多年來(lái)，RL 訓(xùn)練一直存在一個(gè)需要思考的數(shù)據(jù)平衡問(wèn)題：簡(jiǎn)單任務(wù)導(dǎo)致模型過(guò)度自信，而難任務(wù)提高推理能力，但由于樣本效率低下，學(xué)習(xí)速度變慢。

• 簡(jiǎn)單任務(wù)傾向于使模型過(guò)擬合，使其在特定、更簡(jiǎn)單的問(wèn)題上非常準(zhǔn)確。然而，這導(dǎo)致模型變得過(guò)度自信，從而妨礙了其泛化能力，難以解決更復(fù)雜的任務(wù)。
• 難任務(wù)提高了模型的推理能力，但具有低樣本效率，這意味著它需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)和進(jìn)展。稀疏的獎(jiǎng)勵(lì)和任務(wù)的難度使得在困難問(wèn)題上的訓(xùn)練變得緩慢，限制了整體的學(xué)習(xí)速度。

這個(gè)權(quán)衡一直是 RL 模型的挑戰(zhàn)，近日清華大學(xué)、上海期智研究院、Amazon 和斯坦福大學(xué)等機(jī)構(gòu)提出的QuestA 解決了這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)在訓(xùn)練困難任務(wù)時(shí)引入部分解決方案提示，QuestA 幫助模型更快地學(xué)習(xí)，同時(shí)不犧牲在簡(jiǎn)單任務(wù)上的表現(xiàn)。這確保了模型能夠從簡(jiǎn)單任務(wù)和難任務(wù)中獲益，提升其推理能力，同時(shí)避免過(guò)擬合或?qū)W習(xí)緩慢。

• 論文標(biāo)題：QuestA: Expanding Reasoning Capacity in LLMs via Question Augmentation
• Arxiv 論文地址：https://www.arxiv.org/abs/2507.13266
• HF 模型地址：https://huggingface.co/foreverlasting1202/QuestA-Nemotron-1.5B
• GitHub 地址：https://github.com/foreverlasting1202/QuestA

研究者得出的關(guān)鍵結(jié)果是：強(qiáng)化學(xué)習(xí)可以提升模型能力。具體而言，QuestA 取得了以下顯著成果：

1. Pass@1 改進(jìn)：QuestA 顯著提高了Pass@1。研究者在使用 1.5B 參數(shù)模型的數(shù)學(xué)基準(zhǔn)測(cè)試中達(dá)到了新的最先進(jìn)結(jié)果：在 AIME24 上達(dá)到 72.50%（+10.73%），在 AIME25 上達(dá)到 62.29%（+12.79%），在 HMMT25 上達(dá)到 41.67%（+10.11%），甚至超越了DeepSeek-R1-Distill-32B，盡管它是一個(gè)更小的模型。這表明 QuestA 顯著提高了模型在平時(shí)使用中的表現(xiàn)。
2. Pass@k 改進(jìn)：與傳統(tǒng)的 RL 方法不同，QuestA 還提高了Pass@k，展示了模型的容量隨著 RL 訓(xùn)練的進(jìn)行而增加。這是一個(gè)關(guān)鍵的區(qū)別，因?yàn)樗砻?QuestA 使得模型能夠持續(xù)進(jìn)行探索和推理，而不像其他方法，在優(yōu)化Pass@1時(shí)Pass@k性能會(huì)下降。

X上有人評(píng)價(jià)稱，QuestA 是一種巧妙的數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法，不僅加速了 pass@1 的改進(jìn)，還保持/增強(qiáng)了pass@k，并且沒有多樣性損失。這是 1.5B 推理模型的新SOTA。

QuestA 方法：提示即所需

QuestA 通過(guò)「數(shù)據(jù)增強(qiáng) + 迭代課程學(xué)習(xí)」的組合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì) RL 訓(xùn)練的高效改進(jìn)，核心邏輯如下：

1. 聚焦高難度問(wèn)題：采用兩階段過(guò)濾流程篩選訓(xùn)練數(shù)據(jù) —— 首先以 DeepSeek-R1-Distill-1.5B 為篩選模型，從 OpenR1-Math-220K 數(shù)據(jù)集中選出僅 0-1 次正確（8 次采樣）的 26K 高難度樣本；再對(duì)增強(qiáng)后的提示詞進(jìn)行二次篩選，保留模型仍難以正確解答（0-4 次正確）的樣本，最終聚焦不超過(guò) 10K 的核心困難任務(wù)，確保訓(xùn)練資源用在能力突破點(diǎn)上。
2. 動(dòng)態(tài)調(diào)整提示比例：為避免模型依賴提示，QuestA 設(shè)計(jì)迭代式課程學(xué)習(xí) —— 先以 50% 比例的部分解決方案作為提示（p=50%）訓(xùn)練至性能飽和，再將提示比例降至 25%（p=25%）繼續(xù)訓(xùn)練，逐步引導(dǎo)模型從「依賴提示」過(guò)渡到 “自主推理”，實(shí)現(xiàn)能力的真實(shí)遷移。
3. 輕量化集成 RL：QuestA 無(wú)需修改 RL 算法核心或獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)，僅通過(guò)替換訓(xùn)練數(shù)據(jù)（用增強(qiáng)提示詞替代原始提示詞）即可集成至現(xiàn)有 RL pipeline（如 GRPO、DAPO），具備「即插即用」的靈活性。

QuestA 通過(guò)在數(shù)據(jù)集中每個(gè)原始問(wèn)題前添加部分解決方案提示，對(duì)原始問(wèn)題進(jìn)行增強(qiáng)處理。

圖 1: QuestA 是一種數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法，通過(guò)注入部分解決方案，為強(qiáng)化學(xué)習(xí)（RL）在復(fù)雜推理問(wèn)題上的訓(xùn)練提供有效支撐。研究者基于 OpenR1 中的高難度樣本，構(gòu)建了 2.6 萬(wàn)個(gè)高質(zhì)量增強(qiáng)提示詞（augmented prompts），并采用 32K 上下文長(zhǎng)度的強(qiáng)化學(xué)習(xí)對(duì)模型進(jìn)行微調(diào)。將該方法應(yīng)用于 Nemotron-1.5B 模型后，QuestA 帶來(lái)了顯著的性能提升 —— 在所有數(shù)學(xué)基準(zhǔn)測(cè)試中，均為 15 億參數(shù)模型創(chuàng)下了新的當(dāng)前最優(yōu)（SOTA）結(jié)果。

訓(xùn)練細(xì)節(jié)

研究者使用AReaLite框架進(jìn)行 RL 訓(xùn)練。

具體而言，他們應(yīng)用了 GRPO 算法，并結(jié)合了來(lái)自 DAPO 的動(dòng)態(tài)過(guò)濾技術(shù)，以排除訓(xùn)練中顯而易見正確或錯(cuò)誤的樣本。這一優(yōu)化幫助聚焦于最難的問(wèn)題，提升了訓(xùn)練效率。

評(píng)估

研究者在競(jìng)爭(zhēng)級(jí)數(shù)學(xué)基準(zhǔn)測(cè)試上評(píng)估了 Pass@1（32 個(gè)樣本的平均值）。QuestA-Nemotron-1.5B 在 1.5B 模型中達(dá)到了最先進(jìn)水平，并在多個(gè)基準(zhǔn)測(cè)試中匹配或超過(guò)了DeepSeek-R1-Distill-32B，同時(shí)其模型體積小于20×。

核心差異點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)真實(shí)能力提升，而非熵坍縮

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，QuestA 方法在提升模型推理能力的同時(shí)，并未損害其多樣性。如圖 2 所示，即便在問(wèn)題難度持續(xù)增加的情況下，Pass@k曲線仍呈現(xiàn)出穩(wěn)定的上升趨勢(shì)。

圖 2：研究者比較了使用 RLVR 訓(xùn)練的模型在有和沒有 QuestA 的情況下的 pass@k 曲線。作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)，我們使用易難不同的提示進(jìn)行 RL 訓(xùn)練。標(biāo)準(zhǔn) RL 在易提示下（紅色）隨著 k 值增大，pass@k 顯著下降，而與基準(zhǔn)模型（藍(lán)色）相比，表現(xiàn)較差。在難提示下訓(xùn)練（綠色）能夠提高 pass@k，但代價(jià)是訓(xùn)練時(shí)間顯著增加。這激發(fā)了他們開發(fā) QuestA 的動(dòng)機(jī)，QuestA 通過(guò)為困難問(wèn)題提供框架，提升了訓(xùn)練效率，并且在所有 k 值下提供了更強(qiáng)的結(jié)果：RL+QuestA 模型（橙色）在所有 k 值上都優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn) RL（紅色），同時(shí)在較大的 k 值下相較于使用困難提示訓(xùn)練的 RL 模型，性能也保持或有所提升。

消融實(shí)驗(yàn)

QuestA 同時(shí)也在不同的基礎(chǔ)模型和不同的數(shù)據(jù)集進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，都讓模型得到了相應(yīng)幅度的提升，這證明了 QuestA 這個(gè)方法的泛用性。具體細(xì)節(jié)參考 Arxiv 文章。

結(jié)論：QuestA 方法彰顯強(qiáng)化學(xué)習(xí)在推理任務(wù)中的更大應(yīng)用潛力

QuestA 方法的研究結(jié)果表明，強(qiáng)化學(xué)習(xí)確實(shí)能夠助力模型習(xí)得新能力。通過(guò)同時(shí)提升Pass@1與Pass@k指標(biāo)的性能表現(xiàn)，該方法證實(shí)：強(qiáng)化學(xué)習(xí)可在不犧牲效率與泛化能力的前提下，持續(xù)拓展模型的能力邊界。

此外，QuestA 方法有效消除了傳統(tǒng)訓(xùn)練中簡(jiǎn)單任務(wù)與復(fù)雜任務(wù)之間的權(quán)衡矛盾，使模型能夠在涵蓋廣泛?jiǎn)栴}類型的場(chǎng)景下，實(shí)現(xiàn)推理能力的極大提升。

這一技術(shù)突破對(duì)強(qiáng)化學(xué)習(xí)未來(lái)的應(yīng)用發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。依托 QuestA 方法，我們期待基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)構(gòu)建的模型如今可處理更多復(fù)雜且多樣的推理任務(wù)，其應(yīng)用場(chǎng)景已從數(shù)學(xué)問(wèn)題求解延伸至邏輯推理及創(chuàng)造性思維等領(lǐng)域。