Группа исследователей из университетов Австралии и США, работающая в сотрудничестве с компанией BTQ, занимающейся квантовыми технологиями, недавно опубликовала исследование, в котором предлагается новая схема доказательства работы (PoW) для консенсуса в блокчейне, основанная на методах квантовых вычислений для проверки консенсуса.
Our new paper on using NISQ-era quantum sampling problems in proof-of-work blockchain consensus algorithms. In collaboration with @BTQ_Tech.https://t.co/MKAB2czqSk
— Peter Rohde (@drpeterrohde) June 1, 2023
В исследовательской статье, получившей название «Консенсус Proof-of-Work с помощью квантовой выборки», подробно описывается система, которая, по утверждению авторов, «обеспечивает значительное ускорение и экономию энергии по сравнению с вычислениями на классическом оборудовании».
По словам исследователей, текущие алгоритмы решения головоломок консенсуса PoW работают медленно и требуют для обработки значительного объема вычислительных ресурсов:
«В то время как классические схемы PoW, такие как Биткоин, заведомо неэффективны с точки зрения энергии, наша схема PoW на основе выборки бозонов предлагает гораздо более энергоэффективную альтернативу при реализации на квантовом оборудовании».
Согласно документу, квантовое преимущество, обеспечиваемое этой схемой, также увеличит сложность майнинга, что позволит «поддерживать постоянное время майнинга блока» по мере увеличения числа майнеров, что еще больше стимулирует постоянное участие «квантовых майнеров».
Процесс выборки, на который ссылаются исследователи, — выборка бозонов — не нов, но его применение в технологии блокчейна кажется новым. Выборка бозонов показала многообещающие результаты в многочисленных приложениях квантовых вычислений. Тем не менее, как неуниверсальное решение для квантовых вычислений (его нужно использовать в системе, созданной для конкретной задачи), его потенциал был ограничен несколькими избранными областями, такими как химия.
Связанный: Как квантовые вычисления влияют на финансовую отрасль?
Однако, по мнению исследователей, это может быть идеальным решением для перспективных приложений блокчейна и, потенциально, снижения воздействия майнинга на блокчейн Биткоин и аналогичных цепей на окружающую среду.
Помимо квантового преимущества, квантовое оборудование также имеет преимущество перед компьютерами старой школы из-за характера работы майнинга блокчейна.
Одним из текущих преимуществ классических суперкомпьютеров перед их новыми квантовыми собратьями является возможность «предварительного вычисления» при регулярном решении одного и того же класса задач. Но когда дело доходит до блокчейна, такие предварительные вычисления практически бесполезны.
Майнинг — это, по словам исследователей, проблема, которая «не требует прогресса». Независимо от того, сколько раз головоломка блокчейна решается для обеспечения доказательства работы, компьютер и алгоритмы, обрабатывающие задачи, никогда не становятся лучше в решении проблемы.
Это означает, что квантовые компьютеры, несмотря на известную сложность разработки и дороговизну создания и обслуживания, в конечном итоге будут способны подтверждать консенсус более эффективно, чем современные классические системы.
Термины в новости
- Proof-of-Work (PoW)
- Механизм консенсуса, в котором право создать блок получает тот, кто первым выполнит вычислительную работу. Используется в биткоине, Litecoin, Dogecoin.
- Майнинг
- Создание новых блоков в сетях на Proof-of-Work: компьютеры перебирают хеши, а победитель получает награду в монетах сети.
- Квантовая угроза
- Риск того, что будущие квантовые компьютеры смогут взламывать цифровые подписи на эллиптических кривых, которые защищают адреса биткоина и других сетей. Ответ на угрозу — переход на постквантовые подписи.
- Блокчейн
- Распределённая база данных из последовательно связанных блоков с транзакциями. Копию хранят тысячи участников, поэтому изменить записи задним числом практически невозможно.
