量子图注意力网络:用于归纳图学习的可训练量子编码器

该研究团队提出量子图注意力网络(QGAT)作为可训练的量子编码器,用于图归纳学习,拓展了量子图神经网络(QGNN)框架。QGAT利用参数化量子电路编码节点特征与邻域结构,通过动态学习的酉变换实现量子注意力机制调节各邻居节点贡献度。这种方法能生成具有局部感知能力的量子表征,可推广至未见过的图实例。研究者在QM9数据集上评估了该方法对多种化学性质的预测能力,实验对比了经典与量子图神经网络(含注意力层与不含注意力层版本),结果表明注意力机制能持续提升两类模型的性能。值得注意的是,当图规模增大时,量子注意力优势愈发显著——在较大分子图上QGAT性能明显优于无注意力机制的量子模型。对于较小分子图,QGAT预测精度可达经典GAT模型水平,证实其作为高效量子编码器的可行性。这些成果表明量子注意力机制在提升QGNN化学领域及其他场景归纳能力方面具有重要潜力。

量科快讯