Сатоші проти фізики: як квантові біткойн-майнери можуть зробити ASIC застарілими

Гонка обладнання для майнінгу біткойнів може бути на порозі свого еквівалента атомної ери, оскільки сектор квантових обчислень розвивається.

Хоча сучасні квантові комп’ютери здебільшого експериментальні, останні досягнення в технології квантових чіпів і гібридних функціях штучного інтелекту просунули цю сферу вперед швидше, ніж передбачали багато вчених.

Однією з найбільших проблем у галузі є розробка квантово-стійких криптографічних рішень. Страх, що квантові комп’ютери зламатимуть стандартне шифрування, призвів до появи нових протоколів і стандартів шифрування. Однак це не єдина потенційна загроза катастрофічного рівня, яку квантові комп’ютери становлять для індустрії блокчейнів.

Майнінг біткоіни

Світ ще може бути десятиліттями від загального квантового комп’ютера, здатного перевершувати суперкомп’ютери в більшості завдань, але ми вже бачимо машини, здатні досягти квантової переваги у виконанні певних алгоритмів для вирішення спеціальних завдань.

Один із алгоритмів, яким квантові системи підходять за формою, щоб досягти успіху, називається «алгоритмом Гровера», і, теоретично, його можна безпосередньо застосувати до майнінгу блокчейнів.

Майнінг біткойнів, наприклад, заснований на концепції «доказу роботи», яка передбачає вирішення криптографічних головоломок. Оскільки комп’ютери та алгоритми майнінгу стають більш ефективними у вирішенні цих головоломок, їх складність зростає.

Це допомагає підтримувати блокчейн і працює як метод де-факто децентралізації. Якщо хтось створює комп’ютер досить швидко, щоб вирішити всі проблеми, тоді всі проблеми стають складнішими.

Теоретично, верхня межа цієї криптографічної складності — яка називається «ціль» на жаргоні майнінгу — буде десь у районі 2 у ступені 256.

Закони фізики, як їх розуміють вчені, перешкодили б навіть відмовостійкому універсальному квантовому комп’ютеру здійснити необхідні обчислення, щоб зламати цю криптографічну проблему quattuorvigintillion (78-значне число).

Сатоши і наука

Сатоші Накамото та інші, яким приписують розробку біткойнів, передбачили майбутнє, де комп’ютери будуть ставати все потужнішими. Вони розуміли, що це загрожує децентралізованій природі біткойна, і запровадили деякі засоби захисту.

Блок біткойн «genesis» було видобуто за допомогою типового ЦП епохи 2008 року — щось, ймовірно, еквівалентне Pentium 4. Наступний блок, «блок 1», було видобуто через шість днів. Однак із цього моменту цільовий час для кожного наступного блоку становить 10 хвилин.

Майнери перейшли від центральних процесорів до графічних процесорів із коротким набігом на FPGA, перш ніж нарешті зупинитися на статус-кво станом на 3 квартал 2024 року, майнери інтегральних схем для конкретних програм (ASIC).

У той час, як центральні процесори були начебто універсальними обчислювачами чисел, а графічні процесори відзначились у специфічному розкритті, необхідному для розв’язання криптографічних головоломок, пов’язаних із майнінгом біткойнів, ASIC-системи створені спеціально для вирішення завдань шифрування SHA-256.

Однак, незважаючи на прогрес апаратного забезпечення, мережа все ще намагається гарантувати, що для майнінгу кожного блоку потрібно 10 хвилин.

Квантовий майнінг

Наступним рубежем у гірничодобувній промисловості можуть стати квантові/класичні гібридні установки. Скориставшись перевагами вищезгаданого «алгоритму Гровера», майнери, які використовують достатньо відмовостійкий квантовий комп’ютер, теоретично можуть квадратично підвищити ефективність майнінгу порівняно з поточними методами.

Це не змінить час, який потрібно для видобутку блоку. Однак це може збільшити складність за межі можливостей неквантового обладнання. Подібно до того, як у 2024 році було б неможливим (або прибутковим) майнити біткоіни за допомогою ПК, квантові майнери можуть зробити ASIC застарілими.

Однак існує безліч проблем, які потрібно буде вирішити, перш ніж це станеться. Головним із них був би той факт, що квантові комп’ютери недостатньо зрілі. Але, як згадувалося вище, майнерам не знадобиться використовувати повний універсальний квантовий комп’ютер.

Майнінг-риг, побудований на класичному обладнанні, міг би взаємодіяти зі спеціальним квантовим чіпом для виконання високорівневих алгоритмічних функцій, таким чином пожинаючи переваги квантової механіки та можливості бінарних комп’ютерів.

Існують також численні хмарні квантові обчислювальні рішення, які можуть зменшити витрати на розробку квантового комп’ютера за допомогою рішень «квант як послуга», розроблених для виконання алгоритму Гровера.

За темою: Велика Британія ризикує відпливом стартапів після того, як лейбористи скоротять стимули