D-Wave Quantum Inc. představila architekturu blockchainu s kvantovými schopnostmi zaměřenou na zlepšení bezpečnosti, škálovatelnosti a efektivity v oblasti technologie distribuovaných knih. V nedávno vydané výzkumné práci s názvem „Blockchain s důkazem kvantové práce“ je tento inovativní rámec nastaven na nahrazení klasických mechanismů důkazu práce (PoW) kvantovým modelem verifikace, implementovaným na kvantových procesorech D-Wave. Nový algoritmus „Důkaz kvantové práce“ (PoQW) umožňuje generování a validaci hashů blockchainu výhradně na kvantovém hardwaru, čímž eliminuje závislost na energeticky náročném klasickém procesu těžby. V průlomové demonstraci D-Wave úspěšně nasadila tuto kvantovou architekturu blockchainu napříč čtyřmi cloudovými kvantovými počítači umístěnými v Kanadě a USA, přičemž dosáhla synchronizace validace blockchainu napříč různými generacemi hardwaru. Přístup PoQW využívá programovatelné spin-sklo modely, což je kategorie komplexních optimalizačních problémů, které kvantové temperační procesory řeší objevováním stavů s nízkou energií v Hamiltoniánu Isingova modelu. V rámci této architektury blockchainu jsou data transakcí mapována na kvantový stav systému, což umožňuje temperačnímu zařízení určit optimální konfiguraci, efektivně vypočítávající hash generovaný kvantově. Na rozdíl od klasických kryptografických hashovacích metod (například SHA-256) tato hashovací technika přirozeně vyplývá z kvantových fluktuací, což prakticky znemožňuje její replikaci pomocí klasického hardwaru. Úspěšná průřezová verifikace hashů napříč čtyřmi rozptýlenými kvantovými procesory ukázala potenciál pro škálovatelnost a konsensus zabezpečený kvanty. Jedním z vynikajících zjištění této studie je očekávané snížení spotřeby energie o 1 000násobek ve srovnání s konvenčními PoW blockchainy. Roční energetická spotřeba Bitcoinu se odhaduje na srovnatelnou s celkovou spotřebou země jako je Polsko, zatímco kvantové hashování vyžaduje pouze malý zlomek této energie.

Na rozdíl od klasického mining na základě ASIC a GPU, který uměle zvyšuje výpočetní složitost, kvantové hashování funguje na inherentních fyzikálních limitech hardwaru, čímž eliminuje zbytečné cykly. Přestože kryptoměny na bázi PoW v současnosti dominují aréně blockchainu, tato zjištění naznačují, že kvantové architektury blockchainu mohou poskytnout udržitelnou alternativu pro decentralizované sítě vyžadující vysokou bezpečnost a výpočetní integritu. Kromě zvýšené energetické efektivity poskytuje kvantový model blockchainu výhody v oblasti bezpečnosti dodavatelského řetězce, decentralizované verifikace identity a správy digitálních aktiv. Tradiční blockchainy se spoléhají na deterministické kryptografické hashování, které zůstává náchylné k dlouhodobým kvantovým hrozbám. Model PoQW zaručuje, že záznamy blockchainu vycházejí z kvantových výpočtů, zavádějící kvantově verifikovatelnou náhodnost, charakteristiku, která posiluje autentizaci transakcí a zpevňuje odolnost proti falšování. To vede k urychleným časům vypořádání transakcí pro finanční sítě s vysokou hodnotou, spolehlivějším auditem dodavatelského řetězce a zlepšené ověřování při zachování soukromí v systémech správy identity. Kvantové procesory D-Wave, využité v tomto výzkumu blockchainu, jsou nyní dostupné prostřednictvím služby Leap™ v reálném čase v kvantovém cloudu. Společnost má v úmyslu dále rozvíjet tuto technologii a spolupracovat s partnery na zkoumání komerčních aplikací. Úspěšná průřezová validace kvantových hashů napříč mnoha kvantovými procesními jednotkami (QPUs) představuje významný krok směrem k hybridním kvantově-klasickým distribuovaným systémům důvěry, což slibuje reálnou implementaci. Pro více informací navštivte původní oznámení zde, prozkoumejte výzkum zde, přečtěte si práci zde a přistupte k PDF vysvětlení blockchainu zde. 21. března 2025