现今最大质数被算出！前英伟达工程师打破纪录

质数是一个只能被1和自己整除的整数。前Nvidia程式设计师使用图形处理单元发现了世界上已知的最大质数。

据CNN报道，对许多人来说，自小学课程结束后，质数便渐渐淡出记忆。然而，对36岁的前Nvidia程式设计师卢克·杜兰特（Luke Durant）来说，质数成为了他全神贯注的热情。他花费了近一年的时间，并投入了相当数量的资金，最终发现了世界上已知的最大质数。

如果你需要回忆一下，质数是只能被1和自己整除的整数，如2、3、5和7。杜兰特发现最大质数为2136,279,841 − 1，官方称其为M136279841，由惊人的41,024,320位数组成，这标志著近六年来首次有质数突破。

这一历史性的发现被归类为梅森质数，以研究这些数字超过350年前的法国人马兰·梅森（Marin Mersenne）命名。梅森质数是一种罕见的数字，这使得杜兰特发现的第52个已知梅森质数更加引人注目。一个数字只有在它可以写成2ᵖ-1的形式时，才被认为是梅森质数。

与其他用于保护网络安全的巨大质数不同，梅森质数在其他方面也很重要，“世界上最大的质数记录告诉我们电脑最大能力，特别是在人类在这个领域的进步方面提供了资讯”。

大网际网络梅森质数搜寻计划（GIMPS），一个基于社群的专案，于10月21日宣布了杜兰特的突破。根据巴泽德的说法，GIMPS是一种公民科学，允许非专业人士也能参与发现已知最大的质数。

杜兰特说，“我意识到GIMPS社群组建了一个令人难以置信的系统，使用惊人的技术来搜寻巨大的质数”。在熟悉了该专案的软体并学会如何使用云端电脑后，他巧妙地结合了这些元素，使他能够运行足够多的全球系统，从而创建了一个惊人的快速超级电脑。

GIMPS社群包括来自世界各地的志愿者，他们在个人电脑上运行专案的软体，搜寻新的质数，并由数学家分析梅森质数结果，扩展未来的探索。

质数是一个只能被1和自己整除的整数。翻摄自CNN

是什么激励了数千名志愿者去寻找世界上最大的质数？对杜兰特来说，这是他对构建大型计算系统的兴趣和探索物理定律限制的结合，特别是计算内容和速度的限制。“我希望能以我能够做到的微小方式，推动已知宇宙的边界。”他说。“这些巨大的质数，在某种意义上，是已知宇宙中最大的『独特资讯』”。

即使今天这样惊人的大质数还没有实际应用，但这并不会减少参与者对这个专案的重要性。“对数学爱好者来说，这个发现更多的是一个新奇的物品，一颗稀有而美丽的宝石”。GIMPS创办人乔治·沃特曼（George Woltman）在一封电子邮件中说，他将这个协作专案作为一项业馀爱好已经有28年。“也许（这个专案）最好的用途是激励下一代年轻的数学家。”

今年10月12日晚上，杜兰特正在准备一次旅行的行李，这时他收到了质数发现的初步通知。“我犹豫了一下，考虑是否立即检查确认这个新数字是质数，”他说，“然后决定这件事太重要了，不容耽搁，于是坐下来继续工作”。

为了测试数字是否为质数，GIMPS程式会运行一个可能的质数测试，如果该测试结果成功，则该数字几乎可以肯定是新的质数。之后，GIMPS伺服器会被通知，并在不同的硬体和程式上运行多个决定性的质数测试来验证新的梅森质数。

即使对像杜兰特这样有经验的程式设计师来说，这一发现也令人兴奋。“我非常幸运能成为最新梅森质数的发现者，”他说。“这些数字现在如此巨大且稀有，我已经完全准备好在一两年内持续努力但很可能会失败”。

此外，杜兰特的成就特别值得注意的是，这是首次通过图形处理单元（GPU）发现的质数。根据GIMPS，GPU以高速执行数学运算和同时处理大量数据而闻名；它们存在于日常设备中，如智慧型手机或笔记型电脑，负责渲染高品质图像或训练人工智慧网络以有效处理大量资讯。

与以往成功的梅森质数搜寻使用中央处理单元（CPU）不同，CPU是电脑的主要组件，负责运行操作系统和应用程式，而杜兰特使用图形处理单元使他的经验产生了变化。程式设计师Mihai Preda写了GpuOwl软体，自2017年以来，该软体一直可供所有GIMPS用户测试梅森质数，这为杜兰特的发现提供巨大帮助。

杜兰特使用的专业级GPU以在数秒内处理重复的数学计算的效率著称。他的超级电脑还包括数千个伺服器GPU，跨越了24个资料中心区域，遍及17个国家，根据GIMPS发表的声明。

沃特曼预测未来将会使用GPU发现更多的质数，“GPU在解决困难的数字运算方面非常出色，而CPU更适合处理各种问题。尽管如此，也不要小看CPU，它们仍将是GIMPS的重要组成部分，并且可能会找到下一个质数”。

基于这次梅森质数的重大突破，杜兰特有资格获得3000美元的GIMPS研究发现奖。他表示，计划将奖金捐给这所公立高中。“我很高兴有这样的成果，能展示南方一个特别地方的美好。”他说。

日本在2018年时展示GPU系统。翻摄自CNN