Квантовые майнеры обеспечат «огромную» экономию энергии для блокчейна

Исследователи из Кентского университета сравнили три квантовые системы с майнером ASIC, и квантовые машины оказались явно более энергоэффективными.

Пара ученых из Школы вычислительной техники Кентского университета в Соединенном Королевстве недавно провела исследование, сравнивая уровни энергопотребления для текущих майнеров на основе ASIC с предлагаемыми квантовыми решениями.

Согласно предварительному исследованию команды, системы, использующие квантовые вычисления, явно превзошли стандартные майнинговые установки по энергоэффективности:

«Мы показываем, что переход на квантовый майнинг может привести к экономии энергии — по относительно консервативным оценкам — примерно на 126,7 ТВтч, или, другими словами, на общее потребление энергии в Швеции в 2020 году».

Согласно статье, одни только предприятия по добыче биткойнов потребляют более 150 тераватт-часов в год (по состоянию на май 2022 года), что позволяет оценить потенциальное влияние, которое могут оказать предлагаемые квантовые системы.

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

Устройства квантового майнинга были трех типов: система с одним уровнем отказоустойчивости, с двумя уровнями отказоустойчивости и без каких-либо специальных функций исправления ошибок.

Как отмечают исследователи, майнинг — одна из немногих областей квантовых вычислений, где исправление ошибок не имеет большого значения. В большинстве квантовых функций ошибки создают шум, который функционально ограничивает способность вычислительной системы производить точные вычисления.

Однако в блокчейн-майнинге показатели успеха с использованием современных классических систем все еще относительно низки. Согласно исследовательскому документу, «классический биткойн-майнер приносит прибыль только с вероятностью успеха около 0,000070%».

Исследователи также отмечают, что, в отличие от классических, системы, основанные на квантовой механике, могут со временем подстраиваться для повышения точности и эффективности.

Хотя технология квантовых вычислений все еще находится в зачаточном состоянии, очень специфическая проблема майнинга не требует решения для квантовых вычислений с полным спектром услуг. По словам исследователей, «квантовый майнер не является и не должен быть масштабируемым универсальным квантовым компьютером. Квантовому майнеру нужно выполнить только одну задачу».

В конечном итоге исследователи пришли к выводу, что можно создать майнеры с использованием существующих квантовых технологий, демонстрирующих квантовое преимущество перед классическими компьютерами.

Несмотря на потенциальную экономию энергии, следует отметить, что исследователи сосредоточились на типе системы квантовых вычислений, называемой «шумной квантовой системой среднего масштаба» (NISQ).

Согласно препринту, квантовые майнеры должны продемонстрировать «огромную» экономию энергии при размере около 512 квантовых бит или «кубитов» — термин, несколько аналогичный классическим вычислительным битам.

Однако, как правило, системы NISQ работают только с 50–100 кубитами, хотя отраслевого стандарта не существует.

Хотя экономия энергии может быть осуществимой, затраты на создание и обслуживание системы квантовых вычислений в диапазоне 512 кубитов традиционно были непомерно высокими для большинства организаций.

Только D-Wave и IBM предлагают ориентированные на клиента системы в таком диапазоне (D-Wave D2 — это процессор с 512 кубитами, а IBM Osprey имеет 433), но их архитектуры настолько сильно различаются, что сравнение между их количеством кубитов, возможно, бессмысленно.