Οι κβαντικοί εξορύκτες θα απέδιδαν «μαζική» εξοικονόμηση ενέργειας για το blockchain: Μελέτη

Ένα ζευγάρι επιστημόνων από τη Σχολή Πληροφορικής του Πανεπιστημίου του Κεντ στο Ηνωμένο Βασίλειο διεξήγαγε πρόσφατα μια μελέτη συγκρίνοντας τα ποσοστά κατανάλωσης ενέργειας για τους τρέχοντες εξορύκτες που βασίζονται σε ASIC με προτεινόμενες λύσεις που βασίζονται σε κβαντικές λύσεις.

Σύμφωνα με το προεκτυπωμένο ερευνητικό έγγραφο της ομάδας, τα συστήματα που χρησιμοποιούν κβαντικό υπολογισμό ξεπέρασαν αποδεδειγμένα τις τυπικές εξορυκτικές εγκαταστάσεις εξόρυξης σε ενεργειακή απόδοση:

«Δείχνουμε ότι η μετάβαση στην κβαντική εξόρυξη θα μπορούσε να επιφέρει εξοικονόμηση ενέργειας —με σχετικά συντηρητικές εκτιμήσεις— περίπου 126.7 TWH ή να θέσει διαφορετικά τη συνολική κατανάλωση ενέργειας της Σουηδίας το 2020».

Μόνο οι λειτουργίες εξόρυξης Bitcoin κατανάλωναν περισσότερες από 150 τεραβατώρες ετησίως (από τον Μάιο του 2022), σύμφωνα με την εφημερίδα, θέτοντας σε προοπτική τον πιθανό αντίκτυπο που θα μπορούσαν να έχουν τα προτεινόμενα συστήματα που βασίζονται σε κβαντικά συστήματα.

Τα συμπεράσματα του ζευγαριού βασίστηκαν σε πειράματα που συνέκριναν τρία διαφορετικά συστήματα κβαντικής εξόρυξης με έναν εξορύκτη Antminer S19 XP ASIC.

Οι συσκευές κβαντικής εξόρυξης χωρίστηκαν σε ένα σύστημα που διαθέτει ένα μόνο επίπεδο ανοχής σφαλμάτων, ένα άλλο με δύο επίπεδα ανοχής σφαλμάτων και ένα χωρίς ειδικά χαρακτηριστικά διόρθωσης σφαλμάτων.

Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, η εξόρυξη blockchain είναι ένας από τους λίγους τομείς του κβαντικού υπολογισμού όπου η διόρθωση σφαλμάτων δεν είναι τόσο μεγάλη υπόθεση. Στις περισσότερες κβαντικές συναρτήσεις, τα σφάλματα δημιουργούν θόρυβο που περιορίζει λειτουργικά την ικανότητα ενός υπολογιστικού συστήματος να παράγει ακριβείς υπολογισμούς.

Στην εξόρυξη blockchain, ωστόσο, τα ποσοστά επιτυχίας με κλασικά συστήματα τελευταίας τεχνολογίας εξακολουθούν να είναι σχετικά χαμηλά. Σύμφωνα με την ερευνητική εργασία, «Ένας κλασικός εξορύκτης Bitcoin είναι κερδοφόρος μόνο με ποσοστό επιτυχίας περίπου 0.000070%.

Οι ερευνητές σημειώνουν επίσης ότι, σε αντίθεση με τα κλασικά συστήματα, τα συστήματα που βασίζονται σε κβαντικά μπορούν στην πραγματικότητα να βελτιστοποιηθούν με την πάροδο του χρόνου για αυξημένη ακρίβεια και αποτελεσματικότητα.

Συγγενεύων: Πώς επηρεάζει ο κβαντικός υπολογιστής τη χρηματοοικονομική βιομηχανία;

Ενώ η τεχνολογία κβαντικών υπολογιστών εξακολουθεί να θεωρείται ότι βρίσκεται στα σπάργανά της, το πολύ συγκεκριμένο πρόβλημα της εξόρυξης blockchain δεν απαιτεί μια ολοκληρωμένη λύση κβαντικών υπολογιστών. Όπως το έθεσαν οι ερευνητές, «ένας κβαντικός εξορύκτης δεν είναι και δεν χρειάζεται να είναι ένας επεκτάσιμος, καθολικός κβαντικός υπολογιστής. Ένας κβαντικός ανθρακωρύχος χρειάζεται να εκτελέσει μόνο μία εργασία».

Τελικά, οι ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι θα πρέπει να είναι δυνατή η κατασκευή ανθρακωρύχων χρησιμοποιώντας υπάρχουσες κβαντικές τεχνολογίες που επιδεικνύουν κβαντικό πλεονέκτημα έναντι των κλασικών υπολογιστών.

Παρά την πιθανή εξοικονόμηση ενέργειας, αναφέρεται ότι οι ερευνητές εστίασαν σε έναν τύπο συστήματος κβαντικής υπολογιστικής που ονομάζεται «θορυβώδες κβαντικό σύστημα ενδιάμεσης κλίμακας» (NISQ).

Σύμφωνα με το προεκτυπωμένο χαρτί, οι κβαντικοί εξορύκτες θα πρέπει να επιδεικνύουν «μαζική» εξοικονόμηση ενέργειας σε μέγεθος περίπου 512 κβαντικών bit ή «qubits» — όρος κάπως ανάλογος με τα κλασικά bit υπολογιστών.

Τυπικά, ωστόσο, τα συστήματα NISQ λειτουργούν μόνο με περίπου 50-100 qubits, αν και δεν φαίνεται να υπάρχει βιομηχανικό πρότυπο.

Ενώ η εξοικονόμηση ενέργειας μπορεί να είναι εφικτή, το κόστος κατασκευής και συντήρησης ενός συστήματος κβαντικών υπολογιστών στην περιοχή των 512 qubit ήταν, παραδοσιακά, απαγορευτικό για τους περισσότερους οργανισμούς.

Μόνο η D-Wave και η IBM προσφέρουν συστήματα που αντιμετωπίζουν πελάτες στο ίδιο εύρος (ο D2 του D-Wave είναι ένας επεξεργαστής 512 qubit και ο Osprey της IBM ζυγίζει 433), αλλά οι αρχιτεκτονικές τους διαφέρουν τόσο πολύ που οι συγκρίσεις μεταξύ των αριθμών qubit τους είναι φαινομενικά χωρίς νόημα.