La promesse de Schönhage et Strassen
Tout a commencé en 1971. Deux mathématiciens allemands, Schönhage et Strassen, avaient mis au point une méthode de multiplication déjà très rapide pour l’époque. Mais ils étaient convaincus qu’on pouvait faire encore mieux. Ils ont prédit l’existence d’un algorithme (une sorte de recette de calcul) théoriquement parfait, mais… ils n’ont jamais pu prouver qu’il existait vraiment.
Pendant des décennies, c’est resté une sorte de Graal pour les mathématiciens. On se demandait même s’ils n’avaient pas eu tort. Et puis, récemment, le professeur David Harvey et son collaborateur Joris van der Hoeven ont réussi l’exploit. Ils ont publié la preuve que, oui, cette méthode ultra-rapide existe bel et bien. C’est comme si on avait cherché une clé perdue pendant 50 ans et qu’on venait enfin de la trouver.
Retour sur les bancs de l'école : la bonne vieille méthode
Pour comprendre à quel point cette découverte est importante, il faut se souvenir de la méthode qu’on nous a apprise. Prenons 314 multiplié par 159. On commence par multiplier chaque chiffre du bas par chaque chiffre du haut, on décale, on additionne… Ça fait beaucoup d’étapes. Pour un petit calcul, ça va. Mais imaginez faire ça avec des nombres qui ont des milliards de chiffres !
Cette technique, les experts l’appellent la méthode en n² (n au carré), car le nombre d’opérations augmente très vite avec la taille des nombres. C’est fiable, bien sûr, mais c’est terriblement lent pour un ordinateur qui doit manipuler des données énormes.
La fameuse formule magique : n * log(n)
Alors, quelle est cette recette miracle ? Schönhage et Strassen avaient parié sur une méthode basée sur une formule qui peut faire un peu peur : n * log(n). Le mot ‘log’, c’est pour ‘logarithme’. Pas de panique, c’est juste un outil mathématique pour manipuler des nombres immenses en les rendant plus… compacts. C’est une façon de simplifier les choses avant même de commencer le calcul.
L’idée, c’est qu’au lieu de multiplier chaque petit bout de nombre l’un après l’autre, cette nouvelle technique utilise des astuces pour traiter de gros blocs d’un coup. C’est un peu comme si, pour construire un mur, au lieu de poser les briques une par une, vous aviez une machine qui pose des pans de mur entiers d’un seul coup. Le résultat est le même, mais le temps gagné est colossal.
Concrètement, ça change quoi ?
Le gain de temps est tout simplement ahurissant. Le professeur Harvey explique que si un ordinateur utilisait la méthode de l’école pour multiplier deux nombres d’un milliard de chiffres, cela prendrait des mois. Avec la méthode de Schönhage-Strassen de 1971, ça ne prend que 30 secondes. Et avec cette nouvelle preuve, on peut imaginer aller encore plus vite pour des nombres encore plus grands !
Mais à quoi ça sert, à part pour des records de calcul ? Eh bien, cette efficacité se répercute sur plein d’autres opérations : les divisions, les racines carrées… Ça pourrait permettre de calculer plus de décimales du nombre Pi, ou encore d’aider à la recherche sur les nombres premiers géants, qui sont très importants, par exemple, pour la sécurité sur internet.
Conclusion : les maths, une aventure qui continue
Ça nous rappelle que la recherche est une aventure humaine, faite de défis lancés par nos aînés et relevés par les nouvelles générations. Qui sait quelles portes cette nouvelle ‘clé’ mathématique va bien pouvoir ouvrir ? Une chose est sûre : le monde des nombres n’a pas fini de nous surprendre.
Selon la source : popularmechanics.com