Federated scientific machine learning enables institutions to train neural surrogates without centralizing local physical data, yet studies of partial differential equations (PDEs) lack a transferable definition of non-independent and identically distributed data. Existing protocols partition coordinates, coefficients, boundary conditions, or geometries according to equation-specific rules. Here, we introduce solution-space PDE-Dirichlet, a protocol that converts continuous supervised responses into reusable solution bins and quantifies the realized separation between clients through optimal transport over the geometry of these bins. We derive an exact inverse relation between population allocation heterogeneity and the Dirichlet concentration, and we establish conditions under which response heterogeneity induces gradient disagreement, local-update dispersion, and parameter divergence. Across seven controlled and public PDE tasks, three neural-operator families, and five random seeds, a lower concentration consistently increases the realized solution distance and optimization heterogeneity. The degradation in final error is task dependent: the largest effect occurs for low-viscosity Burgers, reaching 4.157 percentage points under the most heterogeneous setting, whereas additional communication or smoother dynamics can reduce the final gap despite persistent parameter separation. These results distinguish a reproducible geometric mechanism from task-dependent generalization outcomes and provide a common basis for evaluating non-IID federated PDE learning.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【NeurIPS2022】隐空间变换解决GAN生成分布的非连续性问题
专知会员服务
26+阅读 · 2022年11月30日
Nat. Mach. Intell. | 分子表征的几何深度学习
专知会员服务
25+阅读 · 2021年12月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
李宏毅-201806-中文-Deep Reinforcement Learning精品课程分享
深度学习与NLP
15+阅读 · 2018年6月20日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
20+阅读 · 2022年10月10日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
【NeurIPS2022】隐空间变换解决GAN生成分布的非连续性问题
专知会员服务
26+阅读 · 2022年11月30日
Nat. Mach. Intell. | 分子表征的几何深度学习
专知会员服务
25+阅读 · 2021年12月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员