Квантовые майнеры дадут "огромную" экономию энергии для блокчейна: Исследование

Пара ученых из Школы вычислительной техники Кентского университета (Великобритания) недавно провела исследование, сравнив показатели энергопотребления современных майнеров на базе ASIC с предлагаемыми квантовыми решениями.

Согласно препринту исследовательской работы команды, системы, использующие квантовые вычисления, заметно превосходят стандартные установки для майнинга по энергоэффективности:

"Мы показываем, что переход к квантовому майнингу может привести к экономии энергии - по относительно консервативным оценкам - примерно 126,7 TWH, или, по-другому, к общему энергопотреблению Швеции в 2020 году".

Только майнинг биткоина потребляет более 150 тераватт-часов в год (по состоянию на май 2022 года), говорится в документе, что позволяет оценить потенциальное влияние предлагаемых квантовых систем.

Выводы пары были основаны на экспериментах по сравнению трех различных систем квантового майнинга с ASIC-майнером Antminer S19 XP.

Устройства для квантового майнинга были разделены между системой с одним уровнем отказоустойчивости, системой с двумя уровнями отказоустойчивости и системой без каких-либо специальных функций коррекции ошибок.

Как отмечают исследователи, майнинг блокчейна - одна из немногих областей квантовых вычислений, где исправление ошибок не является такой уж большой проблемой. В большинстве квантовых функций ошибки создают шум, который функционально ограничивает способность вычислительной системы производить точные вычисления.

Однако в майнинге блокчейна показатели успешности современных классических систем все еще относительно низки. Согласно исследовательской работе, "классический майнер биткоина приносит прибыль только при коэффициенте успеха около 0,000070%".

Исследователи также отмечают, что, в отличие от классических систем, системы на основе квантовых технологий могут быть точно настроены с течением времени для повышения точности и эффективности.

Хотя технология квантовых вычислений все еще считается находящейся в зачаточном состоянии, очень специфическая проблема майнинга блокчейна не требует полнофункционального решения на основе квантовых вычислений. По словам исследователей, "квантовый майнер не является и не должен быть масштабируемым, универсальным квантовым компьютером. Квантовый майнер должен выполнять только одну задачу".

В конечном итоге, исследователи пришли к выводу, что должно быть возможно построить майнеры, используя существующие квантовые технологии, которые продемонстрируют квантовое преимущество над классическими компьютерами.

Несмотря на потенциальную экономию энергии, следует отметить, что исследователи сосредоточились на типе квантовой вычислительной системы, называемой "шумной промежуточной квантовой" (NISQ) системой.

Согласно препринту, квантовые майнеры должны продемонстрировать "огромную" экономию энергии при размере около 512 квантовых битов, или "кубитов" - термин, аналогичный классическим вычислительным битам.

Однако, как правило, системы NISQ работают только с 50-100 кубитами, хотя промышленного стандарта, похоже, не существует.

Хотя экономия энергии может быть осуществима, затраты на создание и обслуживание квантовой вычислительной системы в диапазоне 512 кубитов традиционно были непомерно высоки для большинства организаций.

Только D-Wave и IBM предлагают клиентские системы в том же диапазоне (D-Wave D2 - процессор на 512 кубитов, а IBM Osprey - на 433), но их архитектуры отличаются настолько сильно, что сравнение между количеством кубитов якобы бессмысленно.