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Accès ouvert déclaré 2026 conference-paper

Over-squashing as Transport Congestion: A Sandpile Dynamics Perspective

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2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : cn, hk. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Message-passing graph neural networks (MP-GNNs) are widely used for learning on relational data. However, their performance drops on tasks requiring long-range interactions due to over-squash­ing, where exponential information compression overwhelms fixed-width embeddings. While existing analyses often attribute this to geometric bottlenecks under linear diffusion assumptions, thresholded nonlinearities in GNNs motivate a load-release view akin to Abelian sandpiles. Using the discrete sandpile model as a structural proxy, we show that graph bottlenecks force large stabilization cost, effectively creating zones of high transport congestion. We characterize stabilization-invariant equivalence classes induced by the reduced Laplacian and derive cut-based lower bounds linking bottlenecks to unavoidable stabilization effort. The resulting theory is discrete, whereas our implementation is a continuous vector-valued surrogate. The theory identifies the relevant design factors, namely capacity and cut size. Guided by these insights, we propose a differentiable Sandpile Stabilization Layer (SSL) and congestion-aware objectives designed to redistribute excess load and manage stabilization costs. Experiments on long-range benchmarks, together with congestion and collision diagnostics, show that targeting sandpile-identified bottlenecks mitigates representation collapse and improves over standard baselines. Project Page: https://sandpile-gnn.github.io/

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Over-squashing as Transport Congestion: A Sandpile Dynamics Perspective
Date Crossref
08/08/2026
Éditeur
ACM
Type
proceedings-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Guangdong University of Technology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Peking University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Sun Yat-sen University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Hong Kong Baptist University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Huizhou University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Guangdong University of Technology, Peking University et Sun Yat-sen University, avec 2 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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