Plus grand nombre premier connu

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Graphique du nombre de chiffres du plus grand nombre premier connu par année, depuis l’avènement de l'ordinateur électronique. L'échelle verticale est logarithmique ; la ligne rouge est la courbe exponentielle avec le meilleur ajustement : y = exp(0,187394 t – 360,527), où t est en années.

Depuis , le plus grand nombre premier connu est :

C'est un nombre comportant 41 024 320 chiffres lorsqu'il est écrit en base dix. Il a été découvert le par le Great Internet Mersenne Prime Search (GIMPS) et confirmé le .

Euclide a démontré qu'il n'existe aucun nombre premier qui est plus grand que tous les autres ; ce qui signifie qu'il existe une infinité de nombres premiers. Malgré, ou du fait de, cette absence de limite, beaucoup de mathématiciens, même amateurs, continuent à chercher de grands nombres premiers.

Depuis 1992, tous les plus grands nombres premiers connus à une date donnée sont des nombres premiers de Mersenne[1]. En , les dix-neuf plus grands nombres premiers connus (à ce sens) sont de Mersenne, tandis que le vingtième est un polynôme de nombres de Mersenne[2].

La transformation de Fourier rapide mise en œuvre avec le test de primalité de Lucas-Lehmer pour les nombres de Mersenne est rapide par rapport à d'autres tests de primalité connus pour d'autres types de nombres. Cette rapidité relative explique la quantité importante de nombres de Mersenne parmi les plus grands nombres premiers connus.

Le record

Le record est détenu par 2136 279 841 − 1, nombre de Mersenne testé premier par Luke Durant dans le cadre du programme GIMPS, le [3].

Écrit en base dix, ce nombre comporte 41 024 320 chiffres, soit plus de seize millions de chiffres supplémentaires par rapport à l'ancien record qui datait de (cf. infra).

Ses dix premiers chiffres sont 3886924435..., et les 10 derniers sont ...9486871551.

Prix

Il a existé plusieurs prix offerts par l'Electronic Frontier Foundation pour la découverte de nombres premiers de grande taille[4]. Le programme Great Internet Mersenne Prime Search (GIMPS) a gagné les deux derniers en dépassant successivement un million puis 10 millions de chiffres[4].

GIMPS coordonne aussi ses efforts à long terme pour les nombres premiers possédant plus de 100 millions de chiffres avec l'Electronic Frontier Foundation pour une récompense de 150 000 dollars pour le participant gagnant et une récompense de 250 000 dollars pour un nombre premier ayant plus d'un milliard de chiffres[4].

Histoire

Chronologie comparée des calculs des décimales de π et de nombres premiers.

Le record du plus grand nombre premier connu a presque toujours été trouvé parmi les nombres de Mersenne[5],[2].

Dans la littérature et dans le tableau ci-dessous, les nombres premiers de Mersenne sont identifiés par les notations :

  • Mn, où le nombre n accolé représente le rang dans la suite croissante des nombres premiers de Mersenne ;
  • Mp, où l'indice p indique le nombre premier exposant de 2 dans l'expression 2p – 1 du nombre de Mersenne.

Le nombre qui détint le record le plus longtemps fut M19 = 524 287, pendant 144 ans.

Aucun record n'est attesté avant 1456.

Tableau des records du monde de taille de nombres premiers connus[5],[6]
Date Découvreur Machine Type Désignation Valeur ou nombre de chiffres en base dix
Avant le XVIe siècle, il n'est pas possible de déterminer de manière précise les records de calcul du plus grand nombre premier.
Les documents qui nous sont parvenus permettant de justifier les calculs sont inexistants ou incomplets[7].
1456 anonyme - Nombres de Mersenne M5 = M13 8 191
1460 anonyme - M6 = M17 131 071
1588 Pietro Cataldi - M7 = M19 524 287
1732 Leonhard Euler - Facteur premier du nombre de Fermat F5 6 700 417
1750[8] Leonhard Euler - Nombre de Mersenne M8 = M31 2 147 483 647
1855 Thomas Clausen - Facteur premier du nombre de Fermat F6 67 280 421 310 721
1876 Édouard Lucas - Nombre de Mersenne M12 = M127 170 141 183 460 469 231 731 687 303 715 884 105 727
1951 Aimé Ferrier - - 2148 + 1/17 20 988 936 657 440 586 486 151 264 256 610 222 593 863 921
1951 Miller et Wheeler EDSAC1 de Cambridge Polynôme de nombre de Mersenne 180×(M127)2 + 1 79 chiffres
Robinson SWAC Nombres de Mersenne M13 = M521 157 chiffres
Robinson SWAC M14 = M607 183 chiffres
Robinson SWAC M15 = M1279 386 chiffres
Robinson SWAC M16 = M2203 664 chiffres
Robinson SWAC M17 = M2281 687 chiffres
Riesel BESK M18 = M3217 969 chiffres
Hurwitz IBM 7090 M20 = M4423 1 332 chiffres
Gillies ILLIAC 2 M21 = M9689 2 917 chiffres
Gillies ILLIAC 2 M22 = M9941 2 993 chiffres
Gillies ILLIAC 2 M23 = M11213 3 376 chiffres
Tuckerman IBM 360/91 M24 = M19937 6 002 chiffres
Noll et Nickel CDC Cyber 174 M25 = M21701 6 533 chiffres
Noll CDC Cyber 174 M26 = M23209 6 987 chiffres
Nelson et Slowinski Cray-1 M27 = M44497 13 395 chiffres
Slowinski Cray-1 M28 = M86243 25 962 chiffres
Slowinski Cray X-MP M30 = M132049 39 751 chiffres
Slowinski Cray X-MP/24 M31 = M216091 65 050 chiffres
1989 Amdahl 6[10] Amdahl 1200 Polynôme de nombres de Mersenne 391581 × M756839 + 391580 =
391 581 × 2756 839 – 1
65 087 chiffres
Slowinski, Gage et al. Cray-2 Nombres de Mersenne M32 = M756839 227 832 chiffres
Slowinski et Gage Cray C90 M33 = M859433 258 716 chiffres
Slowinski et Gage Cray T94 M34 = M1257787 378 632 chiffres
Joël Armengaud, Woltman et al. (Projet GIMPS) Pentium (90 MHz) M35 = M1398269 420 921 chiffres
Gordon Spence, Woltman et al. (Projet GIMPS) Pentium (100 MHz) M36 = M2976221 895 932 chiffres
[11] Clarkson, Woltman, Kurowski et al. (Projet GIMPS) Pentium (200 MHz) M37 = M3021377 909 526 chiffres[11]
Hajratwala, Woltman, Kurowski et al. (Projet GIMPS) Pentium (350 MHz) M38 = M6972593 2 098 960 chiffres
Cameron, Woltman, Kurowski et al. (Projet GIMPS) AMD T-Bird (800 MHz) M39 = M13466917 4 053 946 chiffres
Shafer, Woltman, Kurowski et al., MSU (Projet GIMPS) Pentium (2 GHz) M40 = M20996011 6 320 430 chiffres
Findley, Woltman, Kurowski et al. (Projet GIMPS) Pentium 4 (2,4 GHz) M41 =
M24036583
7 235 733 chiffres
Nowak, Woltman, Kurowski et al. (Projet GIMPS) Pentium 4 (2,4 GHz) M42 =
M25964951
7 816 230 chiffres
C. Cooper, S. Boone, G. Woltman, S. Kurowski et al., UCM (Projet GIMPS) Pentium 4
(2 GHz upgraded to 3 GHz)
M43 =
M30402457
9 152 052 chiffres
[12] C. Cooper, S. Boone, G. Woltman, S. Kurowski et al., UCM (Projet GIMPS) Pentium 4 (3 GHz) M44 =
M32582657
9 808 358 chiffres[12]
Edson Smith[13], George Woltman, Scott Kurowski et al., UCLA (Projet GIMPS) Intel Core 2 Duo E6600 CPU
(2,4 GHz)
M47 =
M43112609
12 978 189 chiffres[14]
C. Cooper, G. Woltman, S. Kurowski et al.,
UCM (Projet GIMPS)
M48[15] = M57885161 17 425 170 chiffres
C. Cooper, G. Woltman, S. Kurowski, A. Blosser et al., UCM (Projet GIMPS) M49[16] ?? = M74207281 22 338 618 chiffres
J. Pace, G. Woltman, S. Kurowski, A. Blosser, et al. (Projet GIMPS) Intel i5-6600 CPU M50[16] ?? = M77232917 23 249 425 chiffres
Patrick Laroche (Projet GIMPS) Intel i5-4590T M51[16] ?? = M82589933 24 862 048 chiffres
Luke Durant

(Projet GIMPS)

NVIDIA H100 M52[16] ?? = M136279841[17] 41 024 320 chiffres

Notes et références

Notes

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Largest known prime number » (voir la liste des auteurs).

Références

  1. En décembre 2018, cependant, le 9e plus grand nombre premier connu était , découvert en 2016, et qui n'est pas de cette forme (voir sur le site de Chris Caldwell la liste des plus grands nombres premiers connus).
  2. a et b Chris Caldwell, « The Largest Known Prime by Year: A Brief History », Prime Pages (consulté le )
  3. « Mersenne Prime Discovery - 2^136279841-1 is Prime! », sur www.mersenne.org (consulté le )
  4. a b et c (en) « Record 12-Million-Digit Prime Number Nets $100,000 Prize », Electronic Frontier Foundation, Electronic Frontier Foundation, (consulté le )
  5. a et b (en) Chris Caldwell, The Largest Known Prime by Year: A Brief History at The Prime Pages. Part 1 : Before Electronic Computers, Part 2 : The Age of Electronic Computers.
  6. (en) mersenne.org GIMPS : Finding World Record Primes Since 1996.
  7. Delahaye 2000, p. 166-167.
  8. Le huitième nombre de Mersenne (M8) fut trouvé en 1750 mais publié en 1772.
  9. (en) www.isthe.com Site de Landon Curt Noll : Amdahl 6.
  10. a et b (en) « A Large Prime Number », sur Université d'Arizona.
  11. a et b (en) www.mersenne.org GIMPS : Project Discovers Largest Known Prime Number, 232 582 657 – 1.
  12. (en) primes.utm.edu Titan : Edson Smith.
  13. (en) « prime.isthe.com »(Archive.org • Wikiwix • Archive.isGoogle • Que faire ?) (consulté le ) Site de Landon Curt Noll : 243 112 609 – 1 is prime.
  14. M48 prouvé le 6 octobre 2021 comme étant bien le 48e. Voir (en) « Older and lower profile GIMPS Milestones ».
  15. a b c et d On ne sait pas s'il existe ou non un ou plusieurs autres nombres premiers de Mersenne entre le 48e (M57 885 161) et le 52e (M136 279 841). Dans cet intervalle, le classement est donc provisoire. Déjà le 29e nombre premier de Mersenne fut découvert après le 30e et le 31e, de même que M43 112 609 fut découvert quinze jours avant M37 156 667, plus petit. De même le 46e (M42 643 801) a été découvert neuf mois après le 47e (M43 112 609).
  16. « 52nd Known Mersenne Prime Discovered », sur www.mersenne.org (consulté le )

Voir aussi

Bibliographie

  • Jean-Paul Delahaye, Merveilleux nombres premiers : voyage au cœur de l'arithmétique, Paris, Belin, coll. « Pour la science », , 336 p. (ISBN 2-84245-017-5, ISSN 0224-5159)

Articles connexes