論文の概要: Learning Non-Local Molecular Interactions via Equivariant Local Representations and Charge Equilibration

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.19179v1
• Date: Fri, 31 Jan 2025 14:43:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-03 13:57:49.222528
• Title: Learning Non-Local Molecular Interactions via Equivariant Local Representations and Charge Equilibration
• Title（参考訳）: 等変局所表現と電荷平衡による非局所分子相互作用の学習
• Authors: Paul Fuchs, Michał Sanocki, Julija Zavadlav,
• Abstract要約: 本稿では,非局所的相互作用のモデル化とMPNNの計算コストの増大に対処するため,長距離通信用電荷平衡層(CELLI)を提案する。 一連のベンチマークにより、CellIは厳密な局所的なアレグロアーキテクチャを拡張して、高度に非局所的な相互作用と電荷移動をモデル化できることが示されている。 我々のアーキテクチャは多様なデータセットや大規模構造に一般化し、MPNNに匹敵する精度を約2倍の計算効率で達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Graph Neural Network (GNN) potentials relying on chemical locality offer near-quantum mechanical accuracy at significantly reduced computational costs. By propagating local information to distance particles, Message-passing neural networks (MPNNs) extend the locality concept to model interactions beyond their local neighborhood. Still, this locality precludes modeling long-range effects, such as charge transfer, electrostatic interactions, and dispersion effects, which are critical to adequately describe many real-world systems. In this work, we propose the Charge Equilibration Layer for Long-range Interactions (CELLI) to address the challenging modeling of non-local interactions and the high computational cost of MPNNs. This novel architecture generalizes the fourth-generation high-dimensional neural network (4GHDNN) concept, integrating the charge equilibration (Qeq) method into a model-agnostic building block for modern equivariant GNN potentials. A series of benchmarks show that CELLI can extend the strictly local Allegro architecture to model highly non-local interactions and charge transfer. Our architecture generalizes to diverse datasets and large structures, achieving an accuracy comparable to MPNNs at about twice the computational efficiency.
• Abstract（参考訳）: ケミカルローカリティに依存したグラフニューラルネットワーク(GNN)ポテンシャルは、計算コストを大幅に削減して、ほぼ量子の機械的精度を提供する。 局所情報を遠くの粒子に伝播させることで、メッセージパッシングニューラルネットワーク(MPNN)は、局所性の概念を拡張して、局所的近傍を越えて相互作用をモデル化する。 それでもこの局所性は、電荷移動、静電相互作用、分散効果などの長距離効果をモデル化することを妨げる。 本研究では,非局所相互作用の困難なモデリングとMPNNの計算コストの増大に対応するために,長距離相互作用のための電荷平衡層(CELLI)を提案する。 このアーキテクチャは、第4世代の高次元ニューラルネットワーク(4GHDNN)の概念を一般化し、電荷平衡(Qeq)法を現代の同変GNNポテンシャルのモデルに依存しないビルディングブロックに統合する。 一連のベンチマークにより、CellIは厳密な局所的なアレグロアーキテクチャを拡張して、高度に非局所的な相互作用と電荷移動をモデル化できることが示されている。 我々のアーキテクチャは多様なデータセットや大規模構造に一般化し、MPNNに匹敵する精度を約2倍の計算効率で達成する。

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