Koparki kwantowe przyniosłyby „ogromne” oszczędności energii dla blockchain: badanie

Para naukowców z University of Kent's School of Computing w Wielkiej Brytanii przeprowadziła niedawno badanie porównujące wskaźniki zużycia energii dla obecnych górników opartych na ASIC z proponowanymi rozwiązaniami opartymi na kwantach.

Zgodnie z przeddrukowanym artykułem badawczym zespołu, systemy wykorzystujące obliczenia kwantowe wyraźnie przewyższały standardowe platformy górnicze pod względem efektywności energetycznej:

„Pokazujemy, że przejście na wydobycie oparte na kwantach może przynieść oszczędności energii – według stosunkowo ostrożnych szacunków – około 126.7 TWH, czyli inaczej mówiąc, całkowite zużycie energii w Szwecji w 2020 r.”.

Według artykułu same operacje wydobywania bitcoinów pochłaniały ponad 150 terawatogodzin rocznie (stan na maj 2022 r.), patrząc z perspektywy potencjalnego wpływu proponowanych systemów opartych na kwantach.

Wnioski pary oparto na eksperymentach porównujących trzy różne systemy wydobywania kwantowego z koparką Antminer S19 XP ASIC.

Urządzenia do wydobywania kwantowego zostały podzielone na system z pojedynczą warstwą odporności na uszkodzenia, kolejny z dwiema warstwami odporności na uszkodzenia i jeden bez żadnych dedykowanych funkcji korekcji błędów.

Jak podkreślają naukowcy, blockchain mining jest jednym z niewielu obszarów obliczeń kwantowych, w których korekcja błędów nie jest tak wielka. W większości funkcji kwantowych błędy tworzą szum, który funkcjonalnie ogranicza zdolność systemu obliczeniowego do wykonywania dokładnych obliczeń.

Jednak w wydobywaniu blockchain wskaźniki sukcesu z najnowocześniejszymi klasycznymi systemami są nadal stosunkowo niskie. Zgodnie z artykułem badawczym „Klasyczny górnik bitcoinów jest opłacalny tylko ze wskaźnikiem sukcesu wynoszącym około 0.000070%”.

Naukowcy zauważają również, że w przeciwieństwie do systemów klasycznych, systemy oparte na kwantach można z czasem precyzyjnie dostroić w celu zwiększenia dokładności i wydajności.

Związane z: Jak komputery kwantowe wpływają na branżę finansową?

Chociaż uważa się, że technologia obliczeń kwantowych wciąż jest w powijakach, bardzo specyficzny problem wydobywania blockchain nie wymaga kompleksowego rozwiązania do obliczeń kwantowych. Jak ujęli to naukowcy, „koparka kwantowa nie jest i nie musi być skalowalnym, uniwersalnym komputerem kwantowym. Górnik kwantowy musi wykonać tylko jedno zadanie”.

Ostatecznie naukowcy doszli do wniosku, że powinno być możliwe zbudowanie górników przy użyciu istniejących technologii kwantowych, które wykazują przewagę kwantową nad klasycznymi komputerami.

Pomimo potencjalnych oszczędności energii, należy wspomnieć, że naukowcy skupili się na rodzaju kwantowego systemu obliczeniowego zwanego „hałaśliwym systemem kwantowym średniej skali” (NISQ).

Według artykułu wstępnego, górnicy kwantowi powinni wykazać „ogromne” oszczędności energii przy wielkości około 512 bitów kwantowych lub „kubitów” – termin nieco analogiczny do klasycznych bitów obliczeniowych.

Zazwyczaj jednak systemy NISQ działają tylko z około 50-100 kubitami, chociaż nie wydaje się, aby istniał standard branżowy.

Chociaż oszczędności energii mogą być wykonalne, koszty budowy i utrzymania kwantowego systemu obliczeniowego w zakresie 512 kubitów tradycyjnie były zaporowe dla większości organizacji.

Tylko D-Wave i IBM oferują systemy zorientowane na klienta w tym samym zakresie (D2 firmy D-Wave to procesor 512-kubitowy, a Osprey firmy IBM waży 433), ale ich architektury różnią się tak bardzo, że porównania między liczbą kubitów są pozornie bez znaczenia.