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Gran búsqueda de Mersenne Prime en Internet

Great Internet Mersenne Prime Search ( GIMPS ) es un proyecto colaborativo de voluntarios que utilizan software disponible gratuitamente para buscar números primos de Mersenne .

GIMPS fue fundado en 1996 por George Woltman , quien también escribió el cliente Prime95 y su puerto Linux MPrime. Scott Kurowski escribió el servidor back-end PrimeNet para demostrar el software informático voluntario de Entropia, una empresa que fundó en 1997. GIMPS está registrado como Mersenne Research, Inc. con Kurowski como vicepresidente ejecutivo y director de la junta. Se dice que GIMPS es uno de los primeros proyectos informáticos voluntarios a gran escala a través de Internet con fines de investigación. [1]

Hasta octubre de 2022 , el proyecto ha encontrado un total de diecisiete números primos de Mersenne, quince de los cuales eran el número primo más grande conocido en sus respectivos momentos de descubrimiento. El primo más grande conocido en septiembre de 2022 es 2 82 589 933  − 1 (o M 82 589 933 para abreviar) y fue descubierto el 7 de diciembre de 2018 por Patrick Laroche. [2] El 4 de diciembre de 2020, el proyecto superó un hito importante después de que todos los exponentes inferiores a 100 millones fueran verificados al menos una vez. [3]

Desde su inicio hasta 2018, el proyecto se basó principalmente en la prueba de primalidad de Lucas-Lehmer [4], ya que es un algoritmo especializado para probar números primos de Mersenne y particularmente eficiente en arquitecturas de computadoras binarias . Antes de aplicarlo a un número de Mersenne determinado, hubo una fase de división de prueba , utilizada para eliminar rápidamente muchos números de Mersenne con factores pequeños. El algoritmo p − 1 de Pollard también se utiliza para buscar factores suaves .

En 2018, GIMPS adoptó una prueba de primalidad de Fermat como una opción alternativa para las pruebas de primalidad, [5] [ se necesita aclaración ] al tiempo que mantuvo la prueba de Lucas-Lehmer como una doble verificación de los números de Mersenne detectados como primos probables por la prueba de Fermat. [6] (Si bien la prueba de Lucas-Lehmer es determinista y la prueba de Fermat es sólo probabilística, la probabilidad de que la prueba de Fermat encuentre un pseudoprimo de Fermat que no sea primo es mucho menor que la tasa de error de la prueba de Lucas-Lehmer debido a errores informáticos) . errores de hardware . [7] )

En septiembre de 2020, [8] [9] [10] GIMPS comenzó a admitir pruebas de primalidad basadas en funciones de retraso verificables. [11] Los archivos de prueba se generan mientras se realiza la prueba de primalidad de Fermat. Estas pruebas, junto con un algoritmo de verificación de errores ideado por Robert Gerbicz, brindan una confianza total en la exactitud del resultado de la prueba y eliminan la necesidad de realizar dobles verificaciones. Las primeras pruebas de Lucas-Lehmer quedaron obsoletas en abril de 2021. [12]

GIMPS también tiene subproyectos para factorizar números compuestos conocidos de Mersenne y Fermat . [13]

Historia

El proyecto comenzó a principios de enero de 1996, [14] [15] con un programa que se ejecutaba en computadoras i386 . [16] [17] El nombre del proyecto fue acuñado por Luke Welsh, uno de sus primeros buscadores y codescubridor del número 29 de Mersenne. [18] En unos pocos meses, se habían unido varias docenas de personas, y más de mil al final del primer año. [17] [19] Joel Armengaud, un participante, descubrió la primalidad de M 1.398.269 el 13 de noviembre de 1996. [20] Desde entonces, GIMPS ha descubierto un nuevo primo de Mersenne cada 1 o 2 años en promedio. Sin embargo, no se ha encontrado ningún nuevo primo de Mersenne desde 2018, lo que constituye el período más largo sin un nuevo descubrimiento desde el inicio del proyecto (más de 5 años a partir de 2024).

Estado

En julio de 2022 , GIMPS tiene un rendimiento agregado promedio sostenido de aproximadamente 4,71  PetaFLOPS (o PFLOPS) . [21] En noviembre de 2012, GIMPS mantuvo 95 TFLOPS, [22] teóricamente le valió a la computadora virtual GIMPS un puesto 330 entre los 500 sistemas informáticos más potentes conocidos del mundo. [23] El puesto anterior lo ocupaba entonces una 'HP Cluster Platform 3000 BL460c G7' de Hewlett-Packard . [24] A partir de los resultados TOP500 de julio de 2021, los números actuales de GIMPS ya no figurarían en la lista.

Anteriormente, esto era aproximadamente 50 TFLOPS a principios de 2010, 30 TFLOPS a mediados de 2008, 20 TFLOPS a mediados de 2006 y 14 TFLOPS a principios de 2004.

Licencia de software

Aunque el código fuente del software GIMPS está disponible públicamente, [25] técnicamente no es software libre , ya que tiene la restricción de que los usuarios deben cumplir con los términos de distribución del proyecto. [26] Específicamente, si el software se utiliza para descubrir un número primo con al menos 100.000.000 de dígitos decimales, el usuario sólo ganará 50.000 dólares del premio de 150.000 dólares ofrecido por la Electronic Frontier Foundation . (Por otro lado, ganará 3.000 dólares cuando descubrir un primo más pequeño que no califica para el premio.) [26] [27]

Los programas de terceros para probar números de Mersenne, como Mlucas [28] y Glucas [29] (para sistemas que no son x86), no tienen esta restricción.

GIMPS también "se reserva el derecho de cambiar este CLUF sin previo aviso y con efecto retroactivo razonable " . [26]

primos encontrados

Todos los primos de Mersenne son de la forma M p = 2 p − 1 , donde p es un número primo en sí mismo. El primo de Mersenne más pequeño en esta tabla es 2 1398269 − 1.

La primera columna es el rango del primo de Mersenne en la secuencia (ordenada) de todos los primos de Mersenne; [30] GIMPS ha encontrado todos los números primos de Mersenne conocidos a partir del día 35.

^ † A partir del 14 de noviembre de 2023 , 65,723,341 es el exponente más grande por debajo del cual todos los demás exponentes primos se han verificado dos veces, por lo que no se verifica si existen primos de Mersenne no descubiertos entre el 48 (M 57885161 ) y el 51 (M 82589933 ). en este gráfico; Por tanto, la clasificación es provisional. Además, 114.055.847 es el exponente más grande por debajo del cual se han probado todos los demás exponentes primos al menos una vez, por lo que se han probado todos los números de Mersenne por debajo del 51 (M 82589933 ). [31]

^ ‡ El número M 82589933 tiene 24.862.048 dígitos decimales. Para ayudar a visualizar el tamaño de este número, si se guardara en el disco, el archivo de texto resultante tendría casi 25 megabytes de largo (la mayoría de los libros en formato de texto plano pesan menos de dos megabytes). Un diseño de procesador de textos estándar (50 líneas por página, 75 dígitos por línea) requeriría 6.629 páginas para mostrarlo. Si se imprimiera utilizando papel de impresora estándar, a una cara, se necesitarían aproximadamente 14 resmas (14 × 500 = 7000 hojas) de papel.

Siempre que se informa al servidor de un posible cebado, primero se verifica (mediante una o más pruebas independientes en diferentes máquinas) antes de anunciarlo. La importancia de esto quedó ilustrada en 2003, cuando se informó al servidor de un falso positivo como Mersenne Prime, pero la verificación falló. [32]

La "fecha de descubrimiento" oficial de un Prime es la fecha en que un humano notó por primera vez el resultado del Prime, que puede diferir de la fecha en que el resultado se informó por primera vez al servidor. Por ejemplo, M 74207281 se informó al servidor el 17 de septiembre de 2015, pero el informe se pasó por alto hasta el 7 de enero de 2016. [33]

Ver también

Referencias

  1. ^ "Computación voluntaria". BOINC. Archivado desde el original el 18 de diciembre de 2021 . Consultado el 25 de diciembre de 2021 .
  2. ^ "El proyecto GIMPS descubre el número primo más grande conocido: 282.589.933-1". Investigación Mersenne, Inc. 21 de diciembre de 2018 . Consultado el 21 de diciembre de 2018 .
  3. ^ "Informe de hitos de GIMPS". Mersenne.org . Investigación Mersenne, Inc. Consultado el 5 de diciembre de 2020 .
  4. ^ ¿ Qué son los primos de Mersenne? ¿Cómo son útiles? - Página de inicio de GIMPS
  5. ^ "GIMPS - las matemáticas - PrimeNet".
  6. ^ "mersenneforum.org - Ver publicación única - Obtener LL confiable a partir de hardware no confiable". mersenneforum.org . Consultado el 5 de octubre de 2022 .
  7. ^ "mersenneforum.org - Ver publicación única - Obtener LL confiable a partir de hardware no confiable". mersenneforum.org . Consultado el 5 de octubre de 2022 .
  8. ^ "Anuncios". GIMPS, la gran búsqueda de Mersenne Prime en Internet. Archivado desde el original el 14 de agosto de 2021 . Consultado el 1 de septiembre de 2021 .
  9. ^ "Qué hay de nuevo" . Consultado el 1 de septiembre de 2021 .
  10. ^ "Prime95 v30.3" . Consultado el 1 de septiembre de 2021 .
  11. ^ Woltman, George (16 de junio de 2020). "El próximo gran desarrollo para GIMPS". Foro GIMPS . Consultado el 20 de mayo de 2022 .
  12. ^ Woltman, George (8 de abril de 2021). "La primera vez que LL ya no existe" . Consultado el 19 de mayo de 2022 .
  13. ^ "Progreso de PrimeNet ECM" . Consultado el 20 de mayo de 2022 .
  14. ^ El boletín de Mersenne, número 9. Consultado el 2 de octubre de 2011. Archivado el 6 de febrero de 2012 en la Wayback Machine.
  15. ^ "mersenneforum.org - Ver publicación única - ¡¡¡Fiesta! ¡¡¡GIMPS cumple 10 años !!!". www.mersenneforum.org . Consultado el 22 de diciembre de 2018 .
  16. ^ Woltman, George (24 de febrero de 1996). "El boletín de Mersenne, número 1" (txt) . Gran búsqueda de Mersenne Prime en Internet (GIMPS) . Consultado el 16 de junio de 2009 .
  17. ^ ab Woltman, George (15 de enero de 1997). "El boletín de Mersenne, número 9" (txt) . GIMPS . Consultado el 16 de junio de 2009 .
  18. ^ El boletín de Mersenne, número 9. Consultado el 25 de agosto de 2009.
  19. ^ Woltman, George (12 de abril de 1996). "El boletín de Mersenne, número 3" (txt) . GIMPS . Consultado el 16 de junio de 2009 .
  20. ^ Woltman, George (23 de noviembre de 1996). "El boletín de Mersenne, número 8" (txt) . GIMPS . Consultado el 16 de junio de 2009 .
  21. ^ Resumen de actividad de PrimeNet, GIMPS , consultado el 19 de julio de 2022
  22. ^ Resumen de actividad de PrimeNet, GIMPS , consultado el 5 de abril de 2012
  23. ^ "TOP500 - noviembre de 2012" . Consultado el 22 de noviembre de 2012 .
  24. ^ TOP500 en noviembre de 2012; HP BL460c con 95,1 TFLOP/s (R máx.). "TOP500 - Puesto 329" . Consultado el 22 de noviembre de 2012 .
  25. ^ "Código fuente del software". Investigación Mersenne, Inc. Consultado el 16 de marzo de 2013 .
  26. ^ Premios EFF Cooperative Computing Awards, Electronic Frontier Foundation, 29 de febrero de 2008 , consultado el 19 de septiembre de 2011
  27. ^ "Mlucas LÉAME".
  28. ^ "Sin título".
  29. ^ "Lista GIMPS de números primos de Mersenne conocidos". Investigación Mersenne, Inc. Consultado el 3 de enero de 2018 .
  30. ^ "Hitos de GIMPS". Investigación Mersenne, Inc. Consultado el 30 de noviembre de 2020 .
  31. ^ "M40, ¿qué salió mal? - Página 11 - mersenneforum.org". mersenneforum.org . Consultado el 22 de diciembre de 2018 .
  32. ^ "El proyecto GIMPS descubre el número primo más grande conocido". 19 de enero de 2016.

enlaces externos