А какого уровня это была олимпиада (класс, российская/городская) и какие вычислительные мощности компьютера, на котором всё проверяется? У меня на macbook написанное "в лоб" на Python решето Эратосфена (30 строк, 10 минут) занимает 1 секунду (и, соответственно, 4Мб памяти). Вроде бы если на С/С++ писать, будет заметно быстрее.

Это я к тому, что задача не кажется слишком сложной - это уровень школьников невысокий или уровень олимпиады?