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¿Es la prueba de primalidad de Fermat lo suficientemente segura para números muy grandes?

La variable aleatoria $X_m$ es el número de ensayos antes de

$n\notin\mathbb P\wedge n|2^{n-1}-1$ donde $n$ es una extraña entero aleatorio $2^{m-1} < n < 2^m$.

Las simulaciones por ordenador que me hace creer que $\text E[\log X_m]=\frac{m}{6}$ y $\text{Var}[\log X_m]<1$.

Estoy buscando algún tipo de prueba de esta conjetura, y me gustaría saber cómo calcular o estimar el $P(X_{1000}=1)$, dado que la conjetura es verdadera.

El contexto es: ¿es segura la primalidad de Fermat de la prueba con base $2$ en números con $1000$ bits binarios? En comparación con la probabilidad de errores de hardware?


Bueno, tal vez el 10 en el logaritmo no indicador para un exacto $\frac{m}{6}$. La línea de regresión es$\log N= 0.1666\cdot m+0.006$, lo que se interpreta como $N=10^{\frac{m}{6}}$, pero también podría ser interpretado como $N=\pi^{\frac{m}{3}}$ dentro de los marginales. $\overset{..}{\smile}$


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$3251$ simulaciones total hasta el momento. Algunos de los más bajos de los experimentos de $(m=10)$ ha sido eliminado, ya que los menores tiempos parciales da más resultados irregulares. En algunos tiempos parciales no hay discrepancias. También largo tiempo de ejecución de los resultados de $m=40$ está incluido, por lo que la ecuación de la recta de regresión se ha cambiado un poco.


Diagrama de la media de los valores de cada uno de los m enter image description here

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jwarzech Puntos 2769

Tenga en cuenta que esta Cuestión trata de la base 2 de Fermat pseudoprimes en lugar de fuerte pseudoprimes como se ha mencionado en uno de los OP Preguntas anteriores.

Carl Pomerance ("Sobre la Distribución de Pseudoprimes", 1981) límites que el recuento $P_2(x)$ de la base 2 de Fermat pseudoprimes menos de $x$:

$$ \exp\left\{ (\log x)^{5/14} \right\} \le P_2(x) \le x \cdot L(x)^{-1/2} $$

donde $$L(x) = \exp\left( \frac{(\log x) (\log \log \log x)}{\log \log x} \right) $$

Pomerance conjeturas que $P_2(x) = x \cdot L(x)^{-1 + o(1)}$.

Una buena exposición de estos resultados está dada por Matt Green ("La Distribución de Pseudoprimes", 2002).

La presente Pregunta se refiere a la probabilidad de que un número impar $X_{1000}$ elegido de manera uniforme a partir de:

$$ 2^{999} \lt X_{1000} \lt 2^{1000} $$

será uno de esos base $2$ Fermat pseudoprimes (también conocido como Poulet números o incluso más oscuramente, Sarrus números).

Ahora $L(2^{1000}) \approx exp\left(199.0170124\right) $ puede ser calculada, y que el correspondiente límite superior y la estimación de esta probabilidad va a seguir.

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