вступ

В останні роки енергоспоживання майнінгу біткойнів викликало занепокоєння щодо його впливу на навколишнє середовище. Однак дослідники зі Школи обчислювальної техніки Університету Кента провели новаторське дослідження, яке вивчає потенціал систем квантового майнінгу для значного підвищення енергоефективності в операціях блокчейну. У цій статті розглядаються результати дослідження та обговорюються наслідки квантових майнерів для майбутнього технології блокчейн.

Енергетична криза в майнінгу біткойнів

Біткойн, найвідоміша у світі криптовалюта, покладається на процес під назвою майнінг для перевірки транзакцій і підтримки цілісності блокчейну. Майнінг передбачає розв’язання складних математичних задач, які вимагають значної обчислювальної потужності та, як наслідок, значних енерговитрат. Енергетична криза, пов’язана з майнінгом біткойнів, викликає дедалі більше занепокоєння, оскільки вона сприяє викидам вуглецю та навантажує глобальні енергетичні ресурси.

За даними дослідників Університету Кента, станом на травень 2022 року лише операції з видобутку біткойнів споживали понад 150 терават годин на рік. Це приголомшливе споживання енергії еквівалентно споживанню електроенергії цілими країнами та підкреслює нагальну потребу в більш енергоефективних рішеннях для видобутку.

Порівняння енергоспоживання: ASIC проти Quantum Miners

Дослідження, проведене дослідниками Університету Кента, порівнювало рівень енергоспоживання існуючих майнерів на основі ASIC із запропонованими квантовими рішеннями. Майнери ASIC — це спеціалізовані апаратні пристрої, розроблені спеціально для майнінгу криптовалют і широко використовуються в промисловості. Однак вони відомі своєю високою енерговитратою.

Результати дослідження відкрили очі, оскільки квантові машини продемонстрували надзвичайну енергоефективність порівняно з їх традиційними аналогами. Дослідники порівняли три різні системи квантового майнінгу з ASIC-майнером Antminer S19 XP і виявили, що навіть квантові системи з мінімальними функціями виправлення помилок перевершують ASIC-майнер з точки зору енергоефективності.

Квантова перевага в блокчейн-майнінгу

Дослідники підкреслили, що блокчейн-майнінг є однією з небагатьох областей квантових обчислень, де виправлення помилок не є серйозною проблемою. У більшості квантових функцій помилки створюють шум, який обмежує здатність обчислювальної системи виконувати точні обчислення. Однак у видобутку блокчейнів показники успіху з найсучаснішими класичними системами все ще відносно низькі. Згідно з дослідницькою статтею, «класичний біткойн-майнер є прибутковим лише з рівнем успішності приблизно 0,000070%».

Ця невідповідність відкриває можливість для квантових систем досягти успіху в цій конкретній області. На відміну від класичних систем, квантові системи можуть бути налаштовані з часом для підвищення точності та ефективності. Ця адаптивність дозволяє квантовим майнерам оптимізувати свою продуктивність і потенційно досягти вищих показників успіху в майнінгу блокчейнів.

Обчислення, орієнтовані на завдання: роль квантових майнерів

Одним з ключових аспектів квантових майнерів є те, що вони не потребують складності та масштабованості універсальних квантових комп’ютерів. На відміну від інших програм квантового обчислення, мета квантового майнера полягає в виконанні єдиного завдання — ефективного майнінгу криптовалют. Цей специфічний характер завдання значно скорочує інфраструктуру та ресурси, необхідні для впровадження квантових майнерів в операції блокчейну.

Цей спрощений підхід до квантових обчислень дозволяє організаціям використовувати існуючі квантові технології та розробляти майнери, які демонструють квантову перевагу над класичними комп’ютерами. Хоча технологія квантових обчислень все ще перебуває на ранніх стадіях, конкретне завдання майнінгу блокчейнів не потребує повноцінного рішення квантових обчислень.

Техніко-економічні проблеми: шумні квантові системи середнього масштабу (NISQ)

Хоча економія енергії, яку пропонують квантові майнери, є багатообіцяючою, є практичні проблеми, які слід розглянути. Дослідження було зосереджено на типі квантової обчислювальної системи під назвою «шумна квантова проміжна шкала» (NISQ). Ці системи працюють приблизно з 50-100 кубітами, що значно менше, ніж передбачувані 512-кубітні системи, які дадуть «масову» економію енергії.

Витрати, пов’язані зі створенням і підтримкою більш масштабних квантових обчислювальних систем, традиційно були непомірно високими для більшості організацій. Наразі лише кілька організацій, таких як D-Wave та IBM, пропонують клієнтські квантові системи в діапазоні 512 кубітів. Однак архітектурні відмінності між цими системами роблять пряме порівняння кількості кубітів дещо нерелевантним.

Шлях до сталого майнінгу блокчейнів

Незважаючи на труднощі, дослідження, проведене Школою обчислювальної техніки Кентського університету, проливає світло на величезний потенціал квантових майнерів для революції в енергоефективності майнінгу блокчейнів. Квантові майнери пропонують багатообіцяюче рішення для пом’якшення впливу майнінгу криптовалюти на навколишнє середовище за рахунок значного зниження споживання енергії.

Постійний розвиток квантових технологій у поєднанні з прогресом у масштабованості кубітів і виправленні помилок дає надію на більш екологічне та стійке майбутнє у світі криптовалют і блокчейну. Хоча квантові майнери можуть бути доступні не всім організаціям відразу через обмеження вартості, результати цього дослідження закладають основу для подальших досліджень і розробок у цій галузі.

Висновок

Дослідження Університету Кента розкриває величезний потенціал квантових майнерів для революції в енергоефективності у видобутку блокчейнів. Хоча технологія квантових обчислень все ще знаходиться на ранніх стадіях, конкретне завдання майнінгу блокчейнів не потребує повноцінного квантового комп’ютера. Квантові майнери пропонують багатообіцяюче рішення для зменшення споживання енергії в цій області. Незважаючи на те, що проблеми та обмеження витрат залишаються, постійний розвиток квантових технологій дає надію на більш екологічне та стійке майбутнє у світі криптовалют і блокчейну.

FAQ

З: Як квантові майнери відрізняються від традиційних майнерів ASIC з точки зору енергоефективності?

Відповідь: Дослідження, проведене дослідниками Кентського університету, показало, що квантові майнери перевершують традиційні майнери ASIC з точки зору енергоефективності.

З: Чому виправлення помилок є менш критичним у видобутку блокчейнів для квантових систем?

A: На відміну від інших квантових функцій, блокчейн-майнінг прощає помилки. Навіть із найсучаснішими класичними системами показники успіху відносно низькі, що робить майнінг блокчейнів ідеальною сферою для квантових рішень.

З: Чи можна налаштувати квантові майнери для підвищення ефективності та точності?

Відповідь: Так, однією з переваг квантових систем є їхній потенціал для безперервного тонкого налаштування, що дозволяє їм з часом досягати вищих рівнів ефективності та точності.

З: Чи потрібне квантовим майнерам повномасштабне квантове обчислювальне рішення?

Відповідь: Ні, квантові майнери залежать від конкретних завдань і не вимагають складності масштабованого універсального квантового комп’ютера. Вони призначені для виконання одного завдання, що робить їх більш доступними та менш ресурсомісткими.

З: Чи є якісь практичні труднощі у впровадженні квантових майнерів?

Відповідь: Так, поточне обмеження полягає в доступності великомасштабних квантових обчислювальних систем. Хоча дослідження було зосереджено на системах NISQ приблизно з 50-100 кубітів, досягнення значної економії енергії вимагатиме систем із 512 кубітів, будівництво та обслуговування яких наразі є дорогими.

З: Які організації пропонують квантові системи в діапазоні 512 кубітів?

В: Зараз D-Wave та IBM пропонують клієнтські квантові системи в діапазоні 512 кубітів. Однак архітектурні відмінності між їхніми системами роблять прямі порівняння кількості кубітів менш значущими.

#QuantumMiners#EnergyEfficiency#BlockchainRevolution#QuantumComputing#SustainableMining

Примітка. Інформація, представлена ​​в цій статті, ґрунтується на дослідженні, проведеному Школою обчислювальної техніки Університету Кента. Подальший розвиток у галузі квантових обчислень може вплинути на доцільність і практичність квантових майнерів у майбутньому.