Úvod

V posledních letech spotřeba energie při těžbě bitcoinů vyvolala obavy z jejího dopadu na životní prostředí. Vědci z University of Kent’s School of Computing však provedli průlomovou studii, která zkoumá potenciál kvantově založených těžebních systémů výrazně zlepšit energetickou účinnost v blockchainových operacích. Tento článek se ponoří do zjištění studie a pojednává o důsledcích kvantových těžařů pro budoucnost technologie blockchain.

Energetická krize v těžbě bitcoinů

Bitcoin, nejznámější kryptoměna na světě, spoléhá na proces zvaný těžba, který ověřuje transakce a udržuje integritu blockchainu. Těžba zahrnuje řešení složitých matematických problémů, které vyžadují značný výpočetní výkon a následně značnou spotřebu energie. Energetická krize spojená s těžbou bitcoinů vyvolává rostoucí obavy, protože přispívá k emisím uhlíku a zatěžuje globální energetické zdroje.

Podle výzkumníků z University of Kent spotřebovaly samotné operace těžby bitcoinů v květnu 2022 více než 150 terawatthodin ročně. Tato ohromující spotřeba energie odpovídá spotřebě elektřiny v celých zemích a zdůrazňuje naléhavou potřebu energeticky účinnějších řešení těžby.

Porovnání spotřeby energie: ASIC vs. Quantum Miners

Studie provedená výzkumníky z University of Kent porovnávala míru spotřeby energie stávajících těžařů založených na ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) s navrhovanými kvantovými řešeními. Minery ASIC jsou specializovaná hardwarová zařízení navržená speciálně pro těžbu kryptoměn a jsou široce používána v průmyslu. Jsou však známé svou vysokou energetickou náročností.

Výsledky studie otevřely oči, protože kvantové stroje předvedly pozoruhodnou energetickou účinnost ve srovnání s jejich tradičními protějšky. Výzkumníci porovnali tři různé systémy kvantové těžby s těžařem Antminer S19 XP ASIC a zjistili, že i kvantové systémy s minimálními funkcemi pro korekci chyb překonaly těžař ASIC z hlediska energetické účinnosti.

Kvantová výhoda v blockchainové těžbě

Výzkumníci zdůraznili, že těžba blockchainu je jednou z mála oblastí kvantových počítačů, kde korekce chyb není významným problémem. Ve většině kvantových funkcí chyby vytvářejí šum, který omezuje schopnost výpočetního systému produkovat přesné výpočty. V blockchainové těžbě je však míra úspěšnosti s nejmodernějšími klasickými systémy stále relativně nízká. Podle výzkumného dokumentu „Klasický těžař bitcoinů je ziskový s úspěšností pouze kolem 0,000070 %.

Tento rozpor otevírá kvantovým systémům možnost vyniknout v této specifické oblasti. Na rozdíl od klasických systémů lze kvantové systémy v průběhu času dolaďovat pro zvýšení přesnosti a účinnosti. Tato přizpůsobivost umožňuje kvantovým těžařům optimalizovat svůj výkon a potenciálně dosáhnout vyšší úspěšnosti při těžbě blockchainu.

Úkolově specifické výpočty: Role kvantových těžařů

Jedním z klíčových aspektů kvantových těžařů je to, že nevyžadují složitost a škálovatelnost univerzálních kvantových počítačů. Na rozdíl od jiných aplikací pro kvantové výpočty je účelem kvantového těžaře provádět jediný úkol – efektivně těžit kryptoměny. Tato povaha specifická pro daný úkol výrazně snižuje infrastrukturu a zdroje potřebné k implementaci kvantových těžařů do blockchainových operací.

Tento zjednodušený přístup ke kvantovým počítačům umožňuje organizacím využívat stávající kvantové technologie a vyvíjet těžaře, které prokazují kvantovou výhodu oproti klasickým počítačům. I když je kvantová výpočetní technologie stále v raných fázích, konkrétní úkol těžby blockchainu nevyžaduje komplexní řešení kvantových počítačů.

Výzvy proveditelnosti: hlučné kvantové systémy středního rozsahu (NISQ).

Zatímco úspory energie nabízené kvantovými těžaři jsou slibné, je třeba zvážit praktické výzvy. Studie se zaměřila na typ kvantového výpočetního systému nazývaného „hlučný kvantový kvantový systém ve středním měřítku“ (NISQ). Tyto systémy pracují s přibližně 50-100 qubity, což je výrazně méně než předpokládané 512-qubitové systémy, které by přinesly „masivní“ úspory energie.

Náklady spojené s budováním a údržbou rozsáhlých kvantových výpočetních systémů byly pro většinu organizací tradičně neúnosné. V současné době pouze několik organizací, jako je D-Wave a IBM, nabízí klientské kvantové systémy v rozsahu 512 qubitů. Architektonické rozdíly mezi těmito systémy však činí přímá srovnání počtu qubitů poněkud irelevantní.

Cesta k udržitelné těžbě blockchainu

Navzdory těmto výzvám výzkum provedený Školou výpočetní techniky University of Kent vrhá světlo na obrovský potenciál kvantových těžařů k revoluci v energetické účinnosti v blockchainové těžbě. Kvantové těžaři nabízejí slibné řešení, jak zmírnit dopady těžby kryptoměn na životní prostředí výrazným snížením spotřeby energie.

Pokračující vývoj kvantových technologií spolu s pokroky v škálovatelnosti qubit a opravě chyb přináší naději na zelenější a udržitelnější budoucnost ve světě kryptoměn a blockchainu. I když kvantové těžaře nemusí být okamžitě dostupné všem organizacím kvůli omezením nákladů, zjištění této studie pokládají základ pro další průzkum a vývoj v této oblasti.

Závěr

Studie University of Kent odhaluje obrovský potenciál kvantových těžařů pro revoluci v energetické účinnosti v blockchainové těžbě. Přestože je kvantová výpočetní technologie stále v rané fázi, specifický úkol těžby blockchainu nevyžaduje plnohodnotný kvantový počítač. Kvantové těžaři nabízejí v této oblasti slibné řešení pro snížení spotřeby energie. I když výzvy a omezení nákladů přetrvávají, pokračující vývoj kvantových technologií přináší naději na zelenější a udržitelnější budoucnost ve světě kryptoměn a blockchainu.

FAQ

Otázka: Jak jsou na tom kvantoví těžaři ve srovnání s tradičními těžaři ASIC z hlediska energetické účinnosti?

Odpověď: Studie provedená výzkumníky z University of Kent ukázala, že kvantové těžaře překonávají tradiční těžaře ASIC z hlediska energetické účinnosti.

Otázka: Proč je oprava chyb méně kritická při těžbě blockchainu pro kvantové systémy?

Odpověď: Na rozdíl od jiných kvantových funkcí je blockchainová těžba shovívavá, pokud jde o chyby. Dokonce i s nejmodernějšími klasickými systémy je míra úspěšnosti relativně nízká, takže těžba blockchainu je ideální doménou pro řešení založená na kvantech.

Otázka: Lze kvantové těžaře doladit pro zvýšení efektivity a přesnosti?

Odpověď: Ano, jednou z výhod kvantových systémů je jejich potenciál pro nepřetržité dolaďování, což jim umožňuje v průběhu času dosahovat vyšší úrovně účinnosti a přesnosti.

Otázka: Požadují kvantoví těžaři plnohodnotné kvantové výpočetní řešení?

Odpověď: Ne, kvantové těžaře jsou specifické pro konkrétní úkol a nevyžadují složitost škálovatelného univerzálního kvantového počítače. Jsou navrženy tak, aby vykonávaly jeden úkol, díky čemuž jsou přístupnější a méně náročné na zdroje.

Otázka: Existují nějaké praktické problémy při implementaci kvantových těžařů?

Odpověď: Ano, současné omezení spočívá v dostupnosti rozsáhlých kvantových výpočetních systémů. Zatímco se studie zaměřila na systémy NISQ s přibližně 50–100 qubity, dosažení masivních úspor energie by vyžadovalo systémy s 512 qubity, jejichž výstavba a údržba jsou v současnosti nákladné.

Otázka: Které organizace nabízejí kvantové systémy v rozsahu 512 qubitů?

Odpověď: V současné době D-Wave a IBM nabízejí klientské kvantové systémy v rozsahu 512 qubitů. Architektonické rozdíly mezi jejich systémy však činí přímé srovnání počtu qubitů méně smysluplným.

#QuantumMiners#EnergyEfficiency#BlockchainRevolution#QuantumComputing#SustainableMining

Poznámka: Informace uvedené v tomto článku jsou založeny na výzkumném dokumentu provedeném School of Computing University of Kent. Další vývoj v oblasti kvantových výpočtů může v budoucnu ovlivnit proveditelnost a praktičnost kvantových těžařů.