Project Ariadne: 합성 계획을 위한 프롬프트 조건부 경로 생성

역합성 계획 (Retrosynthetic planning)은 다단계 경로를 통해 목표 분자를 상업적으로 이용 가능한 출발 물질과 연결하는 것을 목표로 합니다. 전통적인 플래너 (planners)는 탐색 절차 내에서 단일 단계 반응 모델을 반복적으로 적용하여 이러한 경로를 구축하며, 제약 조건이 있는 변형 모델들은 종종 특화된 알고리즘이나 구조적 변경을 요구합니다. 직접 경로 생성 (Direct route generation)은 역합성을 시퀀스 생성 (sequence generation)으로 재정의하지만, 기존의 직접 생성 방식들은 여전히 서로 다른 계획 사양에 대해 별도의 모델을 학습시켜야 합니다. 우리는 목표, 선택적 제약 조건, 그리고 경로를 하나의 프롬프트-완성 (prompt-completion) 시퀀스로 표현하는 디코더 전용 (decoder-only) 경로 생성기인 Ariadne를 소개합니다. RetroCast/PaRoutes mkt-cnv-160 벤치마크 제품군에서, 24개 레이어 체크포인트 하나가 경로 깊이(route-depth) 및 필수 출발 물질(required-starting-material) 프롬프트를 따릅니다. 해당 프롬프트 필드를 추가함으로써 깊이 제약 조건에 대해 Solv-0가 13.7포인트, 필수 리프(required-leaf) 제약 조건에 대해 31.2포인트 상승했습니다. Ariadne는 또한 양방향 탐색 플래너 (bidirectional search planner)인 DESP와 비교했을 때, 24 GPU-분 동안 필수 리프 Top-10 및 Solv-0 성능에서 우위를 점했습니다 (DESP는 6.8 GPU-시간 소요). 표준 재구성 (standard reconstruction)에서 Ariadne는 DMS Explorer XL과 유사한 성능을 보이면서도 보고된 추론 시간은 약 절반 수준입니다. 추가적인 목표 전용 (target-only) 벤치마크 전반에서 Ariadne의 가장 뚜렷한 이점은 경로 홀드아웃 (route-holdout) 재구성에서 나타났으며, 반면 AiZynthFinder MCTS는 여러 Solv-0 비교에서 여전히 더 강력한 모습을 보였습니다. 이러한 결과는 시퀀스 생성을 전문 역합성 모델에서 프롬프트 조건부 구조적 경로 생성으로 확장합니다. 우리는 후속 연구를 지원하기 위해 코드베이스와 학습 스크립트를 공개하지만, Tier-1--3 경로 검사기 (route checkers)를 도입하지는 않았습니다. 이러한 검사기들은 이와 같은 모델이 실험 화학자들에게 유용해지기 전까지 여전히 주요 병목 구간으로 남아 있습니다.