Microsoft та Atom Computing: Прорив у квантовій обробці, що може змінити доказ роботи у майнінгу блокчейнів

Компанії Microsoft та Atom Computing, технологічна фірма з Каліфорнії, нещодавно оголосили про прорив у квантовій обробці, який може прокласти шлях до трансформації доказу роботи у світі майнінгу блокчейнів.

Вчені та інженери з обох компаній розробили систему квантової обробки, що складається з 24 заплутаних логічних кубітів, створених лише з 80 фізичних кубітів — досягнення, яке встановлює новий рекорд за найбільшою кількістю заплутаних логічних кубітів, досягнутою з використанням технологій корекції помилок.

Важливість цього наукового прориву полягає в досягнутій ефективності команд. Попередні оцінки свідчили, що для створення одного логічного кубіта необхідно тисячі фізичних кубітів, які працюють разом.

Заплутуючи 24 логічних кубіта, побудованих всього з 80 кубітів, змінилося уявлення про те, наскільки великими можуть бути ці системи на практиці, і як швидко компанії, такі як Microsoft та Atom Computing, зможуть їх масштабувати.

Доказ роботи

Аналітики давно попереджають, що квантові комп’ютери можуть одного дня отримати перевагу або квантове пришвидшення в розкритті певних класичних заходів безпеки даних.

Одним із таких заходів є шифрування SHA-256, яке слугує загадкою, яку майнери на певних блокчейн-мережах, таких як блокчейн Біткоїна, повинні розв’язати, щоб продемонструвати доказ роботи (PoW).

Сучасні блокчейн-майнери, такі як моделі, які використовують найбільші у світі майнінгові установки Біткоїна, конкурують за знаходження хешу для заголовка блоку. Щоб розв’язати цю загадку, їм фактично потрібно вгадати хеш, який відповідає цілі, визначеній складністю мережі.

Ускладнюючи ситуацію, ця складність коригується кожні 2 016 блоків, щоб забезпечити додавання нових блоків до блокчейну приблизно кожні 10 хвилин. Як наслідок, розв’язати цю загадку стає дедалі складніше для класичних майнерів.

Алгоритм Гровера

Теоретична техніка обробки даних, відома як “Алгоритм Гровера”, може стати останнім цвяхом у класичному майнінгу блокчейнів.

Алгоритм Гровера, який пропонує квадратичне пришвидшення в порівнянні з класичними методами перебору, був підтверджений у маломасштабних експериментах. Однак його застосування до масштабних проблем, таких як зламування SHA-256, залишається теоретичним, оскільки квантове обладнання, необхідне для його масового використання, ще не було розроблено.

Конкретно щодо SHA-256, Алгоритм Гровера потребуватиме квантового комп’ютера з сотнями або тисячами кубітів з корекцією помилок, щоб успішно зламати класичні алгоритми шифрування.

Квантове пришвидшення

Хоча поверхнева математична екстраполяція показує, що алгоритм Гровера може зменшити складність SHA-256 до приблизно половини від класичних зусиль, контрінтуїтивна перевага, яку надає квантова механіка — у вигляді суперпозиції та інтерференції — забезпечує ще більший потенціал для пришвидшення. Врешті-решт, аналіз витрат і вигод може бути на користь інвестування в квантові системи замість класичних майнінгових установок.

Відповідно до вищезгаданої математичної екстраполяції, при приблизно 3 000 логічних кубітів квантові майнінгові установки, побудовані на архітектурах, таких як система, нещодавно продемонстрована Microsoft та Atom Computing, теоретично можуть перевершити класичний майнінговий пул, щоб вигравати блоки в масштабах.

Незважаючи на недавні досягнення, поки не ясно, коли такі установки стануть реальними. Аналітики зазвичай вказують на термін від 10 до 50 років для квантової обробки з корекцією помилок за межами її поточних обмежень. Але ці прогнози далеки від наукових, і немає жодного поточного консенсусу серед фізиків щодо того, коли будуть досягнуті наступні знакові події.

Однак нещодавно опубліковане дослідження від Microsoft та Atom Computing може суттєво наблизити цю мету.

Згідно з інформацією на сайті Atom Computing, наприклад, обидві компанії мають намір вивести на ринок квантовий комп’ютер на 1 000 кубітів у 2025 році.