Microsoft і Atom Computing, технологічна фірма, що базується в Каліфорнії, нещодавно оголосили про прорив у квантових обчисленнях, який може прокласти шлях до трансформації proof-of-work у світі блокчейн-майнінгу.
Вчені та інженери з двох компаній розробили квантову обчислювальну систему, що складається з 24 заплутаних логічних кубітів, створених лише 80 фізичними кубітами, — досягнення, яке встановлює новий рекорд за найбільшою кількістю заплутаних логічних кубітів, досягнутих за допомогою методів виправлення помилок.
Важливість цього наукового прориву полягає в досягнутій командами ефективності. Попередні оцінки показали, що для створення одного логічного кубіта можуть знадобитися тисячі фізичних кубітів, які працюють у тандемі.
Завдяки об’єднанню 24 логічних кубітів, створених лише з 80 кубітів, суттєво змінилася система відліку як масштабу цих систем, так і того, як скоро такі компанії, як Microsoft і Atom Computing, зможуть їх масштабувати.
Підтвердження роботи
Аналітики вже давно попереджають, що одного дня квантові комп’ютери зможуть забезпечити перевагу або квантове прискорення, коли справа доходить до зламу певних класичних заходів безпеки даних.
Один із таких заходів, шифрування SHA-256, служить головоломкою, яку майнери в певних блокчейн-мережах, таких як блокчейн Bitcoin, повинні вирішити, щоб продемонструвати доказ роботи (PoW).
Найсучасніші блокчейн-майнери, такі як моделі, що використовуються найбільшими у світі підприємствами з видобутку біткойнів, змагаються, щоб знайти хеш для заголовка блоку. Щоб вирішити головоломку, вони, по суті, повинні вгадати хеш, який відповідає цілі, визначеній складністю мережі.
Справу ускладнює те, що ця складність коригує кожні 2016 блоків, щоб забезпечити додавання нових блоків у блокчейн приблизно кожні 10 хвилин. Результатом цього є те, що класичним майнерам стає дедалі важче розгадувати головоломку.
Алгоритм Гровера
Теоретична техніка інтелектуального аналізу даних під назвою «алгоритм Гровера» може стати останнім цвяхом у труну класичного майнінгу блокчейнів.
Алгоритм Гровера, який забезпечує квадратичне прискорення порівняно з класичним пошуком грубої сили, був доведений у невеликих експериментах. Однак його застосування до масштабних проблем, таких як злом SHA-256, залишається теоретичним, оскільки квантове обладнання, необхідне для його запуску в масштабах, ще не розроблено.
Зокрема, що стосується SHA-256, алгоритм Гровера потребує квантового комп’ютера з сотнями чи тисячами логічних кубітів з виправленими помилками, щоб функціонувати достатньо добре, щоб зламати класичні алгоритми шифрування.
Квантове прискорення
Хоча побіжна математична екстраполяція показує, що алгоритм Гровера може зменшити складність SHA-256 приблизно до половини класичних зусиль, контрінтуїтивна перевага квантової механіки — у формі суперпозиції та інтерференції — додає ще більший потенціал для прискорення. Зрештою, аналіз витрат і вигод може віддати перевагу інвестиціям у квантові системи, а не в класичні майнінгові установки.
Виходячи з вищезгаданої математичної екстраполяції, на рівні приблизно 3000 логічних кубітів установки для квантового майнінгу, побудовані на таких архітектурах, як система, нещодавно представлена Microsoft і Atom computing, можуть реально перевершити класичний пул для майнінгу, щоб виграти блоки в масштабі.
Незважаючи на нещодавні досягнення, залишається незрозумілим, коли такі установки стануть можливими. Аналітики зазвичай вказують часові рамки від 10 до 50 років для квантових обчислень з виправленням помилок за межі поточних обмежень. Але ці прогнози далекі від науки, і наразі серед фізиків немає консенсусу щодо того, коли будуть досягнуті наступні віхи.
Однак нещодавно опубліковане дослідження Microsoft і Atom Computing може значно зрушити голку в бік сьогодення.
На веб-сайті Per Atom Computing, наприклад, дві фірми мають намір вивести на ринок 1000-кубітний квантовий комп’ютер у 2025 році.
