男子花费 200 万美元找到新的最大质数
2024-10-25 16:29:36行业资讯

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自数学爱好者发现上一个已知的最大素数以来已经过去了近六年,但这个记录已正式被提高了超过 1600 万位数字。10 月 21 日,全球社区项目“大互联网梅森素数搜索”(GIMPS)确认了第 52 个梅森素数是 2136279841-1。换句话说,这相当于将数字 2 相乘 136279841 次,然后减去 1。这个最新的数学数字长达 41024320 位——这个数字如此巨大,以至于存储它的.txt 文件占用了 41.8Mb。作为参考,列夫·托尔斯泰的《战争与和平》的.txt 文件(587287 个单词)只有微不足道的 3.4Mb。

1999 年成立的互联网梅森素数大搜索(GIMPS)依靠一个国际志愿者网络,这些志愿者下载专门的软件,利用他们电脑未使用的编程能力来搜索特别大的梅森素数。梅森素数以 17 世纪法国修道士马林·梅森的名字命名,他最早对其进行了研究。梅森素数被定义为 2n - 1,其中“n”是任意整数。虽然这些素数开始时相对简单,比如数字 3(2² - 1),但它们很快就攀升到巨大的数字,超出了任何单个人类思维的数学技能。事实上,它们变得如此难以计算,以至于最新的例子,官方指定为 M136279841,只是已知的第 52 个梅森素数。

周二宣布,全球互联网梅森素数大搜索(GIMPS)解释说,M136279841 最初是在 10 月 11 日由一位 36 岁的前英伟达员工卢克·杜兰特(Luke Durant)使用所谓的费马可能素性测试发现的。在杜兰特通知 GIMPS 他可能取得的突破后,世界各地的其他几台计算机进行了多次卢卡斯-莱默素性测试,以确保 M136279841 的素性,10 天后该数字得到正式确认。

杜兰特的成就也标志着梅森素数搜索中的一个重要时刻——这是第一个通过使用图形处理单元(GPU)而非传统中央处理单元(CPU)找到的此类素数。近年来,随着机器学习、大型语言模型和人工智能的兴起,GPU 已崭露头角,所有这些通常都依赖庞大的 GPU 网络才能运行。28 年来,GIMPS 志愿者依靠 CPU 能力使用该组织的原始软件。然而,在 2017 年,一位名叫米哈伊·普雷达的开发者设计了一个名为 GpuOwl 的开源程序,通过这些性能大幅提升的机器继续进行梅森素数研究。

一块单独的 GPU 不太可能得出一个 41024320 位数的数字。然而,例如杜兰特是通过他利用 17 个国家 24 个数据中心区域的服务器 GPU 搭建的超级计算机云网络找到 M136279841 的。这样一个大型系统也不便宜——《华盛顿邮报》报道,自 2023 年 10 月杜兰特开始寻找第 52 个梅森素数以来,这个项目花费了他大约 200 万美元。

至于 M136279841 的潜在用途——目前实际上并不多。从理论上讲,如此复杂且冗长的质数可能在加密算法中用于增强网络安全。大整数梅森素数搜索项目(GIMPS)长期以来一直宣称致力于为了搜索而搜索,GIMPS 的联合创始人乔治·沃尔特曼此前曾将其描述为“一种消磨时间的好方法”和“数学极客的娱乐方式”。

然而,在这种情况下,杜兰特发现的梅森素数可能为 GPU 云超级计算机如何用于推进远不止有争议的人工智能项目提供了一个非常清晰的例子。尽管有其用途,但与其他计算系统相比,即使是最强大的生成式人工智能模型在数学方面仍然几乎“滑稽地糟糕”。尽管它们有一天可能会改变,但就目前而言,像 M136279841 这样的发现可以继续凸显人类的聪明才智、创造力和好奇心——但显然,有几百万美元来资助这样的热情也没有坏处。