前Nvidia程序员发现的具有超过4100万个数字的破纪录质数。

许多人对小学时期学到的质数知识已经渐渐淡忘，但对于36岁的前英伟达（Nvidia）程序员卢克·德兰特（Luke Durant）来说，质数却成了一种无法抵挡的热情。他花费了近一年的时间和自己相当可观的钱财，揭开了已知世界上最大的质数。

如果你需要回顾一下，质数是这样一种整数，只能被1和它自己整除，比如2、3、5和7。德兰特发现的这个质数，官方称为M136279841，包含令人惊讶的41,024,320位数字，也是近六年来第一个质数突破。

这个历史性发现属于梅森质数，这个名字来源于法国修士马丁·梅森（Marin Mersenne），他超过350年前研究过这些数字。梅森质数是稀有的一种数字，这让德兰特发现的第52个已知梅森质数更加引人注目。只有当一个数字能够以2的幂次减一的形式写出来时，才被视为梅森质数。

与一些用于保护网络安全的应用中的大质数不同，梅森质数还有其他的重要用途。“世界上最大的质数的历史记录告诉我们一些关于计算机的历史性能，尤其是它在该领域的进步，”伦敦帝国学院纯粹数学教授、非参与德兰特努力的凯文·巴扎德（Kevin Buzzard）说。

“我认识到，GIMPS社区建立了一个令人难以置信的系统，它使用惊人的技术搜索巨大的质数，”德兰特说。他住在加利福尼亚的圣何塞市。他熟悉了项目软件的使用方法，学会了如何使用云计算机后，巧妙地将这些元素结合起来，使他能够运行足够多的全球系统来创建一个速度极快的超级计算机。

GIMPS社区包括来自世界各地的志愿者，他们使用个人电脑运行项目软件寻找新的质数，以及数学家们分析梅森结果以扩大未来的探索。

是什么激励成千上万的志愿者寻找世界上最大的质数呢？对于德兰特来说，这结合了他对开发大型计算机系统以及对物理定律限制的探索的兴趣，特别是对计算内容及速度的限制。他表示：“我想以我能够做到的任何小方式推翻已知宇宙的界限。”“这些巨大的质数在某种程度上是已知宇宙中最独特的‘信息’，这一点不可忽视。”

目前这些惊人的巨大质数没有实际应用价值，但这并不减少与该项目有关的每个人的重要性。“对于数学家来说，这只是个新奇的东西，”GIMPS创始人乔治·沃尔特曼（George Woltman）在电子邮件中说。“也许这个项目的最好用途是激励下一代年轻的数学家。”

德兰特在打包准备旅行当晚收到了他发现质数的前兆。“我花了一段时间决定我是否能立刻工作并确认这个新的数字是质数，”他说，“之后我决定这个数字太重要了不能拖延，于是坐下来继续工作。”

为了测试一个数字是否为质数，GIMPS程序运行的是可能的质数测试。如果测试产生成功结果，那么这个数字几乎可以确定是一个新的质数。然后通知GIMPS服务器，并在不同硬件和程序上运行几个确定性的质数测试以验证新的梅森质数。

即使对于像德兰特这样的经验丰富的程序员来说，这个发现也令人兴奋。“我非常幸运能成为最新梅森质数的发现者，”他说。“现在这些数字非常大而且非常罕见，所以我完全做好了在可能再过一两年后失败的准备。”

更重要的是，根据GIMPS的说法，德兰特的这项成就通过图形处理单元（GPU）首次被发现。GPU以高速执行数学运算并同时处理大量数据而闻名；它们存在于各种设备中，如智能手机或笔记本电脑中，以高效的方式渲染高质量图形或训练人工智能网络。

与之前使用中央处理器（CPU）的成功梅森质数搜索不同，德兰特使用GPU改变了他的经历。程序员米哈伊尔·普雷达（Mihai Preda）在写GpuOwl软件后帮助为德兰特的发现铺平了道路。从2017年起，GpuOwl软件一直可供所有GIMPS用户测试梅森素性。

专业级别的GPU在处理重复的数学计算时效率极高。根据GIMPS发布的声明显示，德兰特的超级计算机还包括成千上万台服务器GPU，分布在17个国家的24个数据中心区域。

沃尔特曼预测未来将使用更多的GPU来发现质数。“相比于CPU来说GPU在处理困难的计算方面表现得非常好，”他说。“尽管如此，不要忽视CPU的重要性。它们仍然是GIMPS的重要组成部分，并且很可能找到下一个质数。”

德兰特认为他的成功在很大程度上得益于他在阿拉巴马州莫