Η D-Wave Quantum Inc. αποκάλυψε μια αρχιτεκτονική blockchain με δυνατότητα κβαντικής τεχνολογίας, στοχεύοντας στην ενίσχυση της ασφάλειας, της επεκτασιμότητας και της αποδοτικότητας στη διανεμημένη τεχνολογία καθολικού. Στο πρόσφατα δημοσιευθέν ερευνητικό έγγραφο με τίτλο «Blockchain με Απόδειξη Κβαντικής Εργασίας», αυτό το καινοτόμο πλαίσιο αντικαθιστά τους κλασικούς μηχανισμούς απόδειξης εργασίας (PoW) με ένα κβαντικό μοντέλο επαλήθευσης, υλοποιημένο στους επεξεργαστές κβαντικής θερμικής αγωγιμότητας της D-Wave. Ο νέος αλγόριθμος «Απόδειξη Κβαντικής Εργασίας» (PoQW) επιτρέπει τη δημιουργία και επικύρωση hashes blockchain αποκλειστικά σε κβαντικό υλικό, απαλλάσσοντας έτσι από την εξάρτηση από την ενέργεια που απαιτεί η κλασική διαδικασία εξόρυξης. Σε μια πρωτοποριακή επίδειξη, η D-Wave κατάφερε να αναπτύξει αυτή την κβαντική αρχιτεκτονική blockchain σε τέσσερις υπολογιστές κβαντικής υπολογιστικής νέφους που βρίσκονται στον Καναδά και τις Η. Π. Α. , επιτυγχάνοντας συγχρονισμό της επικύρωσης blockchain σε διάφορες γενιές hardware. Η προσέγγιση PoQW χρησιμοποιεί προγραμματιζόμενα μοντέλα spin-glass, μια κατηγορία πολύπλοκων προβλημάτων βελτιστοποίησης που οι κβαντικοί θερμαντήρες αντιμετωπίζουν ανακαλύπτοντας καταστάσεις χαμηλής ενέργειας σε έναν Χάμιλτον του Ising. Μέσα σε αυτό το πλαίσιο blockchain, τα δεδομένα συναλλαγών χαρτογραφούνται στην κβαντική κατάσταση του συστήματος, επιτρέποντας στον θερμαντήρα να προσδιορίσει την βέλτιστη διάταξη, υπολογίζοντας αποτελεσματικά ένα hash που παράγεται από τον κβαντικό υπολογιστή. Σε αντίθεση με τις κλασικές μεθόδους κρυπτογραφικής χάραξης (όπως η SHA-256), αυτή η τεχνική χάραξης προκύπτει φυσικά από τις κβαντικές διακυμάνσεις, καθιστώντας σχεδόν αδύνατη την αναπαραγωγή της με κλασικό υλικό. Η επιτυχής διασταυρωμένη επαλήθευση των hashes σε τέσσερις διασκορπισμένους κβαντικούς επεξεργαστές ανέδειξε τη δυνατότητα για επεκτάσιμη, κβαντικά ασφαλή συγκατάθεση blockchain. Ένα από τα βασικά ευρήματα αυτής της έρευνας είναι η αναμενόμενη μείωση κατά 1. 000 φορές στην κατανάλωση ενέργειας σε σχέση με τις συμβατικές PoW blockchains.

Η ετήσια κατανάλωση ενέργειας του Bitcoin εκτιμάται ότι είναι συγκρίσιμη με την συνολική κατανάλωση μιας χώρας όπως η Πολωνία, ενώ η κβαντική χάραξη απαιτεί μόνο ένα μικρό κλάσμα αυτής της ενέργειας. Σε αντίθεση με την κλασική εξόρυξη με ASIC και GPU, η οποία αυξάνει τεχνητά τη δυσκολία υπολογισμού, η κβαντική χάραξη λειτουργεί στα εγγενή φυσικά όρια του υλικού, εξαλείφοντας έτσι την σπατάλη κύκλων. Ενώ τα κρυπτονομίσματα που βασίζονται στην PoW κυριαρχούν σήμερα στην αρένα του blockchain, τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι οι κβαντικές αρχιτεκτονικές blockchain μπορεί να παρέχουν μια βιώσιμη εναλλακτική λύση για δίκτυα που απαιτούν υψηλή ασφάλεια και υπολογιστική ακεραιότητα. Εκτός από την αυξημένη ενεργειακή αποδοτικότητα, το μοντέλο κβαντικού blockchain προσφέρει οφέλη στην ασφάλεια της εφοδιαστικής αλυσίδας, την αποκεντρωμένη επαλήθευση ταυτότητας και τη διαχείριση ψηφιακών περιουσιακών στοιχείων. Τα παραδοσιακά blockchains εξαρτώνται από την καθοριστική κρυπτογραφική χάραξη, η οποία παραμένει ευάλωτη σε μακροχρόνιες κβαντικές απειλές. Το μοντέλο PoQW εγγυάται ότι οι εγγραφές blockchain προέρχονται από κβαντικούς υπολογισμούς, εισάγοντας κβαντικά επαληθεύσιμη τυχαιότητα, ένα χαρακτηριστικό που ενισχύει την αυθεντικότητα των συναλλαγών και ισχυροποιεί την αντίσταση στις πλαστογραφίες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την επιτάχυνση των χρόνων διευθέτησης συναλλαγών για δίκτυα υψηλής αξίας, πιο αξιόπιστους ελέγχους εφοδιαστικής αλυσίδας και βελτιωμένη επαλήθευση που διαφυλάσσει την ιδιωτικότητα στα συστήματα διαχείρισης ταυτότητας. Οι επεξεργαστές κβαντικής θερμικής αγωγιμότητας της D-Wave, που χρησιμοποιούνται σε αυτή την έρευνα blockchain, είναι επί του παρόντος προσβάσιμοι μέσω της υπηρεσίας Leap™ κβαντικού νέφους σε πραγματικό χρόνο. Η εταιρεία έχει σκοπό να προχωρήσει περαιτέρω αυτή την τεχνολογία και να συνεργαστεί με εταίρους για να διερευνήσει εμπορικές εφαρμογές. Η επιτυχής διασταυρωμένη επαλήθευση κβαντικών hashes σε πολλές μονάδες κβαντικής επεξεργασίας (QPUs) σηματοδοτεί ένα σημαντικό βήμα προς τα υβριδικά κβαντικά-κλασικά συστήματα διανεμημένης εμπιστοσύνης, κρατώντας υποσχέσεις για πραγματική εφαρμογή. Για περισσότερες πληροφορίες, επισκεφθείτε την αρχική ανακοίνωση εδώ, εξερευνήστε την έρευνα εδώ, διαβάστε το έγγραφο εδώ και αποκτήστε το PDF με την επεξήγηση του blockchain εδώ.