論文の概要: uFlowCSP: Crystal Structure Prediction using Mean flow generative models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.09799v1
- Date: Wed, 09 Sep 2026 06:51:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-10 19:44:08.924677
- Title: uFlowCSP: Crystal Structure Prediction using Mean flow generative models
- Title(参考訳): uFlowCSP:平均流生成モデルによる結晶構造予測
- Abstract要約: 平均フローに基づくCSPモデルは、瞬時、確率フロー速度ではなく平均を学習する。
1から5つの評価で完全な構造を生成し、5x-58倍高速な推論を同等またはより優れたパフォーマンスで提供する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.853728141158659
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Crystal structure prediction (CSP) is fundamental to computational materials discovery. Generative models including CDVAE, DiffCSP, FlowMM, and CrystalFlow learn stable-crystal distributions directly, but diffusion and flow-matching inference requires tens to thousands of sequential network evaluations per candidate. We introduce uFlowCSP, a MeanFlow-based CSP model that learns the average, rather than instantaneous, probability-flow velocity. It generates a complete structure in one to five evaluations, delivering 5x-58x faster inference with equal or better performance. A chemistry- and symmetry-aware Transformer uses canonical atom ordering, global composition, and per-token chemistry embeddings. A coarse crystal-system token is used only during training; it provides additive gains, particularly improving space-group agreement despite being absent at inference, which remains formula-only. On MP-20 with 20 candidates per target, one step matches CrystalFlow (78.38% vs. 78.34%) with 100x fewer evaluations and about 10x lower wall-clock time. Five steps reach 83.64%, exceeding CrystalFlow (78.34% at 2,000 evaluations) and DiffCSP (77.93% at about 20,000), while using 20x fewer evaluations. uFlowCSP generates 10,000 structures in 0.39-1.31 minutes, versus 6.5 for CrystalFlow and 76.1 for DiffCSP. Under CSPBench's energy-ranked top-five structure-and-space-group criterion, five-step uFlowCSP reaches 72%/72%/65% structure, space-group, and consensus match rates. CrystalFlow reaches 78%/73%/68% at 100 steps but falls to 49%/32%/31% at five. Thus, uFlowCSP improves accuracy per network evaluation, not merely peak accuracy.
- Abstract(参考訳): 結晶構造予測(CSP)は、計算材料発見の基礎である。
CDVAE、DiffCSP、FlowMM、CrystalFlowなどの生成モデルは、直接的に安定した結晶分布を学習するが、拡散とフローマッチングの推論には、候補毎に数万から数千の連続的なネットワーク評価が必要である。
本稿では,平均流速を瞬時,確率流速ではなく平均的に学習する平均流CSPモデルであるuFlowCSPを紹介する。
1から5つの評価で完全な構造を生成し、5x-58倍高速な推論を同等またはより優れたパフォーマンスで提供する。
化学および対称性を意識したトランスフォーマーは、標準原子配列、大域組成、およびトーケン当たりの化学埋め込みを使用する。
粗いクリスタル・システム・トークンはトレーニング時にのみ使用され、特に推論に欠席しているにもかかわらず、追加的な利得を提供する。
MP-20では1つのステップがCrystalFlow(78.38%対78.34%)と一致し、評価は100倍、ウォールタイムは10倍に短縮された。
5つのステップは83.64%に達し、CrystalFlow(2000評価で78.34%)とDiffCSP(約2万で77.93%)を上回り、評価は20倍少ない。
uFlowCSPは0.39-1.31分で10,000構造を生成し、CrystalFlowは6.5、DiffCSPは76.1を生成する。
CSPBenchのエネルギーランクのトップ5構造とスペースグループの基準の下で、5段階のuFlowCSPは72%/72%/65%の構造、空間群、コンセンサスマッチングレートに達する。
CrystalFlowは100ステップで78%/73%/68%に達するが、5ステップで49%/32%/31%に低下する。
したがって、uFlowCSPはピーク精度だけでなく、ネットワーク評価毎の精度を向上させる。
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