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E2Former:一种具有线性缩放张量积的高效等变 Transformer

机器学习 2025-11-04 v4 材料科学

摘要

等变图神经网络(EGNN)在建模化学、生物学和材料科学等微观系统方面取得了显著成功。然而,由于通过球面张量积构建边特征的计算成本高昂,EGNN 面临巨大的计算挑战,使其难以应用于大规模系统。为解决这一局限性,我们提出了 E2Former,这是一种等变且高效的 Transformer 架构,集成了 Wigner 6j6j 卷积(Wigner 6j6j Conv)。通过将计算负担从边转移到节点,Wigner 6j6j Conv 将复杂度从 O(E)O(|\mathcal{E}|) 降低至 O(V)O(|\mathcal{V}|),同时保持了模型的表达能力和旋转等变性。我们证明,与传统的 SO(3)\mathrm{SO}(3) 卷积相比,该方法实现了 7 倍至 30 倍的加速。此外,我们的实验结果表明,所构建的 E2Former 缓解了现有方法的计算挑战,同时未损害其捕获详细几何信息的能力。这一进展为可扩展且高效的分子建模指明了一个有前景的方向。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.19216,
  title  = {E2Former: An Efficient and Equivariant Transformer with Linear-Scaling Tensor Products},
  author = {Yunyang Li and Lin Huang and Zhihao Ding and Chu Wang and Xinran Wei and Han Yang and Zun Wang and Chang Liu and Yu Shi and Peiran Jin and Tao Qin and Mark Gerstein and Jia Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.19216},
  year   = {2025}
}