Microsoft dan Atom Computing, sebuah firma teknologi yang berpusat di California, baru-baru ini mengumumkan terobosan dalam komputasi kuantum yang dapat membuka jalan bagi transformasi bukti kerja di dunia penambangan blockchain.

Para ilmuwan dan insinyur dari kedua perusahaan tersebut mengembangkan sistem komputasi kuantum yang terdiri dari 24 qubit logis terjerat yang diproduksi hanya oleh 80 qubit fisik — suatu prestasi yang menetapkan rekor baru untuk jumlah qubit logis terjerat tertinggi yang dicapai menggunakan teknik koreksi kesalahan.

Pentingnya terobosan ilmiah ini terletak pada efisiensi yang dicapai tim. Perkiraan sebelumnya menunjukkan bahwa diperlukan ribuan qubit fisik yang bekerja sama untuk menghasilkan satu qubit logis.

Dengan melibatkan 24 qubit logis yang dibangun dengan total hanya 80 qubit, kerangka acuan untuk seberapa besar sistem ini dapat ditingkatkan skalanya, dan seberapa cepat perusahaan seperti Microsoft dan Atom Computing akan dapat meningkatkan skalanya, telah bergeser secara signifikan.

Bukti kerja

Para analis telah lama memperingatkan bahwa komputer kuantum suatu hari nanti dapat memberikan keuntungan atau peningkatan kecepatan kuantum dalam hal memecahkan tindakan keamanan data klasik tertentu.

Salah satu tindakan tersebut, enkripsi SHA-256, berfungsi sebagai teka-teki yang harus dipecahkan oleh penambang pada jaringan blockchain tertentu, seperti blockchain Bitcoin, untuk menunjukkan bukti kerja (PoW).

Penambang blockchain canggih, seperti model yang digunakan oleh fasilitas penambangan Bitcoin terbesar di dunia, bersaing untuk menemukan hash untuk header blok. Untuk memecahkan teka-teki, mereka pada dasarnya harus menebak hash yang memenuhi target yang ditentukan oleh tingkat kesulitan jaringan.

Yang memperumit masalah, kesulitan ini berubah setiap 2.016 blok untuk memastikan bahwa blok baru ditambahkan ke blockchain kira-kira setiap 10 menit. Hasilnya adalah semakin sulit bagi penambang klasik untuk memecahkan teka-teki tersebut.

Algoritma Grover

Teknik penambangan data teoritis yang disebut “Algoritma Grover” bisa jadi merupakan paku terakhir dalam peti mati penambangan blockchain klasik.

Algoritma Grover, yang menawarkan percepatan kuadratik atas pencarian brute-force klasik, telah terbukti dalam eksperimen skala kecil. Namun, penerapannya pada masalah skala besar, seperti memecahkan SHA-256, masih bersifat teoritis karena perangkat keras kuantum yang dibutuhkan untuk menjalankannya dalam skala besar belum dikembangkan.

Secara khusus, terkait dengan SHA-256, Algoritma Grover akan membutuhkan komputer kuantum dengan ratusan atau ribuan qubit logis yang dikoreksi kesalahannya agar dapat berfungsi dengan cukup baik untuk memecahkan algoritma enkripsi klasik.

Percepatan kuantum

Sementara ekstrapolasi matematika sepintas menunjukkan bahwa algoritma Grover dapat mengurangi kompleksitas SHA-256 hingga sekitar setengah dari upaya klasik, keuntungan kontraintuitif yang diberikan oleh mekanika kuantum — dalam bentuk superposisi dan interferensi — menambahkan potensi yang lebih besar untuk percepatan. Akhirnya, analisis biaya-manfaat dapat mendukung investasi dalam sistem kuantum daripada rig penambangan klasik.

Berdasarkan ekstrapolasi matematika yang disebutkan di atas, pada sekitar 3.000 qubit logis, peralatan penambangan kuantum yang dibangun pada arsitektur seperti sistem yang baru-baru ini diperkenalkan oleh Microsoft dan komputasi Atom secara layak dapat mengalahkan kumpulan penambangan klasik untuk memenangkan blok dalam skala besar.

Meskipun ada kemajuan terkini, masih belum jelas kapan perangkat semacam itu akan dapat digunakan. Analis umumnya mengindikasikan jangka waktu antara 10 dan 50 tahun untuk komputasi kuantum yang dikoreksi kesalahan melampaui batasannya saat ini. Namun prediksi ini jauh dari ilmiah, dan tidak ada konsensus saat ini di antara fisikawan mengenai kapan tonggak berikutnya akan tercapai.

Namun, penelitian yang diterbitkan baru-baru ini oleh Microsoft dan Atom Computing dapat berfungsi untuk menggerakkan jarum secara signifikan menuju masa kini.

Menurut situs web Atom Computing, misalnya, kedua perusahaan bermaksud untuk memasarkan komputer kuantum 1.000 qubit pada tahun 2025.

Majalah: 5 kasus penggunaan luar biasa untuk Based Agents dan Near’s AI Assistant