Description of fast matrix multiplication algorithm: ⟨12×13×27:2530⟩

Algorithm type

X8Y10Z8+X8Y10Z7+3X7Y10Z8+3X8Y8Z8+X7Y10Z7+4X7Y8Z8+X8Y7Z7+X7Y7Z8+X7Y7Z7+3X7Y6Z8+X7Y6Z7+X5Y7Z8+2X3Y13Z4+3X7Y4Z8+3X4Y11Z4+X4Y11Z3+6X4Y10Z4+X7Y3Z7+2X5Y4Z8+6X4Y8Z4+64X4Y6Z6+2X3Y9Z4+X4Y7Z4+32X4Y5Z6+X4Y7Z3+14X4Y6Z4+96X2Y6Z6+2X4Y6Z3+14X4Y5Z4+4X3Y6Z4+48X2Y5Z6+6X4Y5Z3+71X4Y4Z4+5X2Y8Z2+3X4Y4Z3+10X4Y3Z4+5X3Y4Z4+7X2Y7Z2+10X4Y3Z3+26X4Y2Z4+X3Y3Z4+39X2Y6Z2+X4Y2Z3+6X3Y2Z4+X2Y6Z+29X2Y5Z2+6X4Y2Z2+3X4YZ3+3X2Y5Z+53X2Y4Z2+432X2Y3Z3+2X5YZ+2X4Y2Z+X2Y4Z+45X2Y3Z2+648XY3Z3+16X4YZ+3X2Y3Z+241X2Y2Z2+10XY4Z+18X3YZ+X2Y2Z+39X2YZ2+60XY3Z+3XY2Z2+11X2YZ+132XY2Z+75XYZ2+183XYZX8Y10Z8X8Y10Z73X7Y10Z83X8Y8Z8X7Y10Z74X7Y8Z8X8Y7Z7X7Y7Z8X7Y7Z73X7Y6Z8X7Y6Z7X5Y7Z82X3Y13Z43X7Y4Z83X4Y11Z4X4Y11Z36X4Y10Z4X7Y3Z72X5Y4Z86X4Y8Z464X4Y6Z62X3Y9Z4X4Y7Z432X4Y5Z6X4Y7Z314X4Y6Z496X2Y6Z62X4Y6Z314X4Y5Z44X3Y6Z448X2Y5Z66X4Y5Z371X4Y4Z45X2Y8Z23X4Y4Z310X4Y3Z45X3Y4Z47X2Y7Z210X4Y3Z326X4Y2Z4X3Y3Z439X2Y6Z2X4Y2Z36X3Y2Z4X2Y6Z29X2Y5Z26X4Y2Z23X4YZ33X2Y5Z53X2Y4Z2432X2Y3Z32X5YZ2X4Y2ZX2Y4Z45X2Y3Z2648XY3Z316X4YZ3X2Y3Z241X2Y2Z210XY4Z18X3YZX2Y2Z39X2YZ260XY3Z3XY2Z211X2YZ132XY2Z75XYZ2183XYZX^8*Y^10*Z^8+X^8*Y^10*Z^7+3*X^7*Y^10*Z^8+3*X^8*Y^8*Z^8+X^7*Y^10*Z^7+4*X^7*Y^8*Z^8+X^8*Y^7*Z^7+X^7*Y^7*Z^8+X^7*Y^7*Z^7+3*X^7*Y^6*Z^8+X^7*Y^6*Z^7+X^5*Y^7*Z^8+2*X^3*Y^13*Z^4+3*X^7*Y^4*Z^8+3*X^4*Y^11*Z^4+X^4*Y^11*Z^3+6*X^4*Y^10*Z^4+X^7*Y^3*Z^7+2*X^5*Y^4*Z^8+6*X^4*Y^8*Z^4+64*X^4*Y^6*Z^6+2*X^3*Y^9*Z^4+X^4*Y^7*Z^4+32*X^4*Y^5*Z^6+X^4*Y^7*Z^3+14*X^4*Y^6*Z^4+96*X^2*Y^6*Z^6+2*X^4*Y^6*Z^3+14*X^4*Y^5*Z^4+4*X^3*Y^6*Z^4+48*X^2*Y^5*Z^6+6*X^4*Y^5*Z^3+71*X^4*Y^4*Z^4+5*X^2*Y^8*Z^2+3*X^4*Y^4*Z^3+10*X^4*Y^3*Z^4+5*X^3*Y^4*Z^4+7*X^2*Y^7*Z^2+10*X^4*Y^3*Z^3+26*X^4*Y^2*Z^4+X^3*Y^3*Z^4+39*X^2*Y^6*Z^2+X^4*Y^2*Z^3+6*X^3*Y^2*Z^4+X^2*Y^6*Z+29*X^2*Y^5*Z^2+6*X^4*Y^2*Z^2+3*X^4*Y*Z^3+3*X^2*Y^5*Z+53*X^2*Y^4*Z^2+432*X^2*Y^3*Z^3+2*X^5*Y*Z+2*X^4*Y^2*Z+X^2*Y^4*Z+45*X^2*Y^3*Z^2+648*X*Y^3*Z^3+16*X^4*Y*Z+3*X^2*Y^3*Z+241*X^2*Y^2*Z^2+10*X*Y^4*Z+18*X^3*Y*Z+X^2*Y^2*Z+39*X^2*Y*Z^2+60*X*Y^3*Z+3*X*Y^2*Z^2+11*X^2*Y*Z+132*X*Y^2*Z+75*X*Y*Z^2+183*X*Y*Z

Algorithm definition

The algorithm ⟨12×13×27:2530⟩ could be constructed using the following decomposition:

⟨12×13×27:2530⟩ = ⟨6×7×14:399⟩ + ⟨6×7×13:372⟩ + ⟨6×6×14:336⟩ + ⟨6×7×14:399⟩ + ⟨6×6×14:336⟩ + ⟨6×7×13:372⟩ + ⟨6×6×13:316⟩.

This decomposition is defined by the following equality:

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N.B.: for any matrices A, B and C such that the expression Tr(Mul(A,B,C)) is defined, one can construct several trilinear homogeneous polynomials P(A,B,C) such that P(A,B,C)=Tr(Mul(A,B,C)) (P(A,B,C) variables are A,B and C's coefficients). Each trilinear P expression encodes a matrix multiplication algorithm: the coefficient in C_i_j of P(A,B,C) is the (i,j)-th entry of the matrix product Mul(A,B)=Transpose(C).

Algorithm description

These encodings are given in compressed text format using the maple computer algebra system. In each cases, the last line could be understood as a description of the encoding with respect to classical matrix multiplication algorithm. As these outputs are structured, one can construct easily a parser to its favorite format using the maple documentation without this software.


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