Kvantegruvearbeidere ville gi 'massive' energibesparelser for blockchain: Studie

Et par forskere fra University of Kent's School of Computing i Storbritannia gjennomførte nylig en studie som sammenlignet energiforbruksrater for nåværende ASIC-baserte gruvearbeidere med foreslåtte kvantebaserte løsninger.

I følge teamets preprint-forskningspapir har systemene som bruker kvantedatabehandling beviselig overgått standard gruverigger når det gjelder energieffektivitet:

"Vi viser at overgangen til kvantebasert gruvedrift kan medføre en energibesparelse - ved relativt konservative anslag - på omtrent 126.7 TWH, eller sett annerledes på det totale energiforbruket i Sverige i 2020."

Bitcoin-gruvedrift alene forbrukte mer enn 150 terawattimer årlig (per mai 2022), ifølge avisen, og setter i perspektiv den potensielle effekten de foreslåtte kvantebaserte systemene kan ha.

Parets konklusjoner var basert på eksperimenter som sammenlignet tre forskjellige kvantegruvesystemer med en Antminer S19 XP ASIC-gruvearbeider.

Kvantegruveenhetene ble delt mellom et system med et enkelt lag med feiltoleranse, et annet med to lag med feiltoleranse og ett uten dedikerte feilrettingsfunksjoner.

Som forskerne påpeker, er blockchain-gruvedrift et av de få områdene innen kvanteberegning der feilretting ikke er så stor sak. I de fleste kvantefunksjoner skaper feil støy som funksjonelt begrenser et datasystems evne til å produsere nøyaktige beregninger.

I blockchain-gruvedrift er imidlertid suksessratene med toppmoderne klassiske systemer fortsatt relativt lave. Ifølge forskningsoppgaven, "En klassisk Bitcoin-gruvearbeider er lønnsom med bare en suksessrate på omtrent 0.000070 %."

Forskerne bemerker også at, i motsetning til klassiske systemer, kan kvantebaserte systemer faktisk finjusteres over tid for økt nøyaktighet og effektivitet.

Relatert: Hvordan påvirker kvanteberegning finansnæringen?

Mens kvantedatabehandlingsteknologi fortsatt anses å være i sin spede begynnelse, krever ikke det helt spesifikke problemet med blockchain-gruvedrift en fullserviceløsning for kvantedatabehandling. Som forskerne sa det, "en kvantegruvearbeider er ikke, og trenger ikke være, en skalerbar, universell kvantedatamaskin. En kvantegruvearbeider trenger bare å utføre en enkelt oppgave."

Til syvende og sist konkluderer forskerne med at det burde være mulig å bygge gruvearbeidere ved å bruke eksisterende kvanteteknologier som demonstrerer kvantefordeler i forhold til klassiske datamaskiner.

Til tross for potensielle energibesparelser, bør det nevnes at forskerne fokuserte på en type kvanteberegningssystem kalt et "støyende mellomskala kvantesystem" (NISQ).

I følge preprint-papiret bør kvantegruvearbeidere demonstrere "massive" energibesparelser ved en størrelse på rundt 512 kvantebiter, eller "qubits" - et begrep som er noe analogt med klassiske databiter.

Vanligvis opererer imidlertid NISQ-systemer bare med omtrent 50-100 qubits, selv om det ikke ser ut til å være en industristandard.

Selv om energibesparelsene kan være gjennomførbare, har kostnadene ved å bygge og vedlikeholde et kvantedatasystem i 512 qubit-området tradisjonelt vært uoverkommelige for de fleste organisasjoner.

Bare D-Wave og IBM tilbyr klientvendte systemer i samme rekkevidde (D-Waves D2 er en 512-qubit-prosessor, og IBMs Osprey veier inn på 433), men deres arkitekturer er så forskjellig at sammenligninger mellom deres qubit-tellinger tilsynelatende er meningsløs.