Local gauge symmetry underlies fundamental interactions and strongly correlated quantum matter, yet existing machine-learning approaches lack a general, principled framework for learning under site-dependent symmetries, particularly for intrinsically nonlocal observables. Here we introduce a gauge-equivariant graph neural network that embeds non-Abelian symmetry directly into message passing via matrix-valued, gauge-covariant features and symmetry-compatible updates, extending equivariant learning from global to fully local symmetries. In this formulation, message passing implements gauge-covariant transport across the lattice, allowing nonlocal correlations and loop-like structures to emerge naturally from local operations. We validate the approach across pure gauge, gauge-matter, and dynamical regimes, establishing gauge-equivariant message passing as a general paradigm for learning in systems governed by local symmetry.


翻译:局部规范对称性构成了基本相互作用和强关联量子物质的基础,然而现有的机器学习方法缺乏一种通用的、原理性的框架来学习依赖于局部位点的对称性,特别是针对本质非局域可观测量。本文提出了一种规范等变图神经网络,通过引入矩阵值、规范协变特征和对称性兼容的更新机制,将非阿贝尔对称性直接嵌入消息传递过程,从而将等变学习从全局对称性扩展到完全局域对称性。在该框架中,消息传递实现了穿过格点的规范协变输运,使得非局域关联和环状结构能够从局域操作中自然涌现。我们在纯规范、规范-物质以及动力学体系中验证了该方法,确立了规范等变消息传递作为受局域对称性支配的系统中的通用学习范式。

0
下载
关闭预览

相关内容

【纽约大学博士论文】对称神经网络理论,148页pdf
专知会员服务
41+阅读 · 2024年4月4日
等变图神经网络综述解读
专知会员服务
26+阅读 · 2023年1月9日
10篇论文阐述《等变图神经网络在药物研发中应用》
专知会员服务
23+阅读 · 2022年8月3日
【图神经网络入门】GAT图注意力网络
深度学习自然语言处理
28+阅读 · 2020年5月16日
图神经网络入门(三)GAT图注意力网络
图与推荐
10+阅读 · 2020年5月14日
图神经网络最近这么火,不妨看看我们精选的这七篇
人工智能前沿讲习班
37+阅读 · 2018年12月10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
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 · 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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 3月24日
VIP会员
最新内容
驱动军事决策变革的顶尖人工智能指挥系统
专知会员服务
8+阅读 · 8月11日
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
10+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
14+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
边缘计算的军事应用
专知会员服务
12+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
13+阅读 · 8月8日
相关基金
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
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 · 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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员