D-Wave Quantum Inc. ha publicado un nuevo artículo de investigación que detalla una innovadora arquitectura de blockchain que combina capacidades cuánticas con tecnología de blockchain tradicional para mejorar la seguridad y aumentar la eficiencia. El documento, titulado "Blockchain con Prueba de Trabajo Cuántico", fue presentado el jueves. D-Wave ha desarrollado y probado un algoritmo de "prueba de trabajo cuántico" que utiliza la computación cuántica para generar y validar hashes de blockchain. "Esta es la primera vez que un blockchain ha funcionado con éxito en una red distribuida de cuatro computadoras cuánticas en dos países diferentes", afirmó el científico jefe de D-Wave, Dr. Mohammad Amin. La tecnología blockchain opera como un libro de contabilidad digital y descentralizado que difunde transacciones a través de varias bases de datos organizadas en "bloques", enlazados entre sí en una "cadena", lo que complica el proceso de manipulación. Cada bloque está reforzado por un hash criptográfico asociado al bloque anterior, lo que significa que alterar un bloque requiere modificaciones en todos los bloques vinculados. Dado que los blockchains están distribuidos en múltiples nodos de la red, cada transacción y bloque debe ser aprobado antes de ser añadido a la cadena. Para validar transacciones, Bitcoin, que cuenta con una capitalización de mercado de aproximadamente 1. 67 billones de dólares, utiliza un sistema de "prueba de trabajo". En este mecanismo de consenso, los mineros compiten para resolver complejos rompecabezas criptográficos, creando hashes que identifican qué bloque se añade a continuación al blockchain. Los intrincados algoritmos requeridos para calcular la prueba de trabajo requieren enormes cantidades de energía, lo que conlleva un alto consumo energético durante las validaciones de minería de bloques de Bitcoin. Las estimaciones sugieren que el blockchain de Bitcoin consume alrededor de 175 teravatios-hora al año, comparable a las necesidades energéticas de Polonia. D-Wave ha sustituido los algoritmos de prueba de trabajo convencionales por técnicas de prueba de trabajo cuántico, empleando múltiples métodos de generación de hashes basados en cuántica y probando varios niveles de complejidad.

La compañía también ha creado una metodología para gestionar la naturaleza estocástica de la computación cuántica, asegurando la validación estable de blockchain. "A pesar de utilizar dos generaciones de computadoras cuánticas de recocido de D-Wave con arquitecturas y técnicas de fabricación diferentes, las salidas de los sistemas se validaron entre sí y permitieron un funcionamiento constante de blockchain para miles de bloques de transacción", observó Amin. "Creemos que este método podría disminuir sustancialmente el consumo de energía y aumentar la seguridad". Se estima que los gastos eléctricos representan entre el 90% y el 95% de los costos de minería de blockchain. Los investigadores de D-Wave mencionaron que durante su estudio de prueba de trabajo cuántico, el uso de energía representó solamente "una pequeña fracción del costo de la computación cuántica" en las computadoras cuánticas de D-Wave. Afirmaron que cambiar de PoW a PoQ podría potencialmente reducir el consumo de energía en un factor de 1, 000. Este anuncio sigue al reciente logro de D-Wave de "supremacía cuántica", aunque algunos en la comunidad académica de computación cuántica han planteado preguntas sobre las afirmaciones de la compañía. La supremacía cuántica se refiere al punto en el que las computadoras cuánticas pueden resolver problemas considerados imposibles para incluso las computadoras clásicas más poderosas. Los investigadores indican que las computadoras clásicas son incapaces de prever los resultados de los procesos de hashing cuántico involucrados en PoQ, lo que hace que las computadoras cuánticas sean más seguras para calcular los valores de hash criptográfico para los bloques de blockchain. Esta impredecibilidad intrínseca mejoraría la seguridad contra posibles ataques criptográficos tradicionales. Imagen: SiliconANGLE/Microsoft Designer