論文の概要: Learning a Prior-Data Fitted Network for Graph Foundation Models via Structural Causal Model Priors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.38335v1
- Date: Wed, 28 Oct 2026 06:35:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-31 05:25:12.378285
- Title: Learning a Prior-Data Fitted Network for Graph Foundation Models via Structural Causal Model Priors
- Title(参考訳): 構造因果モデルによるグラフ基礎モデルの事前データフィットネットワークの学習
- Abstract要約: SCMに基づく先行データから生成された合成データに基づいて事前学習したグラフPFNである*GSCM-PFN*(グラフSCMに基づく事前データフィットネットワーク)を提案する。
GSCM-PFNは,実世界のグラフデータを利用して事前学習を行うことなく,従来のGFMとPFNベースのGFMのどちらよりも優れていることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 40.6676539307899
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Graph Foundation Models (GFMs) have recently emerged as a promising paradigm for learning transferable representations across different graphs and domains. However, existing GFMs face notable limitations, including limited pre-training scale or reliance on aligning with textual information in Large Language Models (LLMs). To overcome these limitations, recent studies have drawn inspiration from prior-data fitted networks (PFNs), which learn from large synthetic datasets and support multi-domain prediction backed by causal learning. However, existing graph PFNs encounter severe difficulties in modeling causal relationships within and across node and edge sets, generating diverse graph structures, and designing suitable architectures that can learn from complex synthetic datasets. To address these challenges, we propose **GSCM-PFN** (Graph SCM-based Prior-Data Fitted Network), a graph PFN pre-trained on synthetic data generated from an SCM-based prior that jointly models nodes and graph topology. Specifically, we (1) design a joint feature-edge-label structural causal model (SCM) to guide synthetic graph generation and capture causal relationships within and across node and edge sets; (2) introduce prior-guided node-edge dependency modeling to instantiate diverse graph generation strategies, and prove that our SCM-based generation prior is more expressive than existing priors; and (3) propose a feature-permutation-invariant dual-path graph network with theoretical guarantees for learning from diverse synthetic graphs. Experiments on 23 real-world benchmarks show that GSCM-PFN outperforms both conventional GFMs and PFN-based GFMs, without utilizing real-world graph data for pre-training. Code: https://anonymous.4open.science/r/GSCM-PFN-A3A3/
- Abstract(参考訳): グラフファウンデーションモデル(GFM)は、最近、異なるグラフやドメイン間で転送可能な表現を学ぶための有望なパラダイムとして登場した。
しかし、既存の GFM には、事前学習の規模が制限されていることや、Large Language Models (LLMs) におけるテキスト情報との整合性への依存など、顕著な制限がある。
これらの制限を克服するために、最近の研究は、大規模な合成データセットから学習し、因果学習によるマルチドメイン予測をサポートする事前データ適合ネットワーク(PFN)からインスピレーションを得ている。
しかし、既存のグラフPFNは、ノードとエッジセット間の因果関係をモデル化し、多様なグラフ構造を生成し、複雑な合成データセットから学習できる適切なアーキテクチャを設計する上で、深刻な困難に直面している。
これらの課題に対処するために、ノードとグラフトポロジを共同でモデル化したSCMベースの先行データから生成された合成データに基づいて事前学習したグラフである*GSCM-PFN*(Graph SCMベースの事前データフィットネットワーク)を提案する。
具体的には,(1)合成グラフの生成を誘導し,ノードとエッジセット間の因果関係を捉えるための共同特徴境界構造因果モデル(SCM)を設計し,(2)様々なグラフ生成戦略をインスタンス化するための事前誘導ノードエッジ依存性モデリングを導入し,SCMに基づく事前生成が既存の先行よりも表現力が高いことを証明し,(3)多様な合成グラフから学習するための理論的保証を備えた特徴置換不変なデュアルパスグラフネットワークを提案する。
23の実世界のベンチマーク実験により、GSCM-PFNは、事前トレーニングに実世界のグラフデータを利用することなく、従来のGFMとPFNベースのGFMの両方より優れた性能を示すことが示された。
コード:https://anonymous.4open.science/r/GSCM-PFN-A3A3/
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