Exact tensor network contraction underpins quantum circuit simulation, quantum error correction, combinatorial optimization, and many-body dynamics. The dominant parallelization strategy, slicing, scales exponentially and incurs redundant computation. We present a multi-GPU framework that instead distributes intermediate tensors across devices with explicit communication, converting a fixed contraction path into a communication-efficient schedule via GEMM-oriented mode reordering and communication-aware mode distribution planning. Within a single DGX H100 node (8 GPUs, NVLink), distribution delivers $7$--$173\times$ extra speedup beyond embarrassingly parallel slicing, capturing nearly all of the available compute reduction (87--101%) because NVLink's high bandwidth keeps communication small relative to compute. Scaling the same four workloads to 1024 H100 GPUs over InfiniBand, the extra speedup beyond slicing ranges from $42\times$ to $67{,}869\times$, demonstrating that communication-aware distributed contraction far surpasses slicing-based scaling limits for frontier tensor networks.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

面向多GPU的图神经网络训练加速
专知会员服务
24+阅读 · 2023年1月19日
专知会员服务
29+阅读 · 2021年8月2日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
Github 项目推荐 | 用 Pytorch 实现的 Capsule Network
AI研习社
22+阅读 · 2018年3月7日
【深度学习基础】4. Recurrent Neural Networks
微信AI
16+阅读 · 2017年7月19日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
24+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月11日
Arxiv
0+阅读 · 5月27日
Arxiv
10+阅读 · 2020年6月12日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
9+阅读 · 6月15日
相关VIP内容
面向多GPU的图神经网络训练加速
专知会员服务
24+阅读 · 2023年1月19日
专知会员服务
29+阅读 · 2021年8月2日
相关基金
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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
24+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员