**Инсайдерский обзор** Исследователи из D-Wave создали и протестировали прототип блокчейна, который использует квантовые вычисления для майнинга через новый механизм согласования, названный доказательством квантовой работы (PoQ). Эта система заменяет традиционные энергоемкие методы майнинга квантовыми вычислениями, с которыми классические машины не могут справиться, демонстрируя стабильность на четырех квантовых процессорах. Экспериментальные результаты указывают на то, что блокчейн поддерживал согласие и достигал до 75% эффективности майнинга, что свидетельствует о многообещающем направлении для масштабируемой и энергоэффективной блокчейн-структуры. Это развитие представляет собой значительное применение квантового превосходства в реальных приложениях блокчейна. Их исследование, недавно опубликованное на arXiv, описывает, как механизм PoQ заменяет классическую систему "доказательства работы". Квантовые компьютеры решают сложные задачи, которые представляют трудности для классических машин, делая майнинг уникально доступным для квантовых систем. Исследователи представили различные методы генерации квантовых хешей, адаптируемые к различным квантовым аппаратным возможностям, одновременно обеспечивая стабильность блокчейна, учитывая вероятностную природу квантовых вычислений. Прототип работал на четырех квантовых процессорах D-Wave по всей Северной Америке, демонстрируя стабильную работу блокчейна во время обширных операций хеширования. **Изменение в майнинге блокчейнов** Традиционные механизмы доказательства работы (PoW) защищают блокчейны, требуя значительных вычислительных усилий для предотвращения мошенничества, что ведет к значительному потреблению энергии. По прогнозам, только майнинг биткойнов в 2024 году потребует почти 176 тераватт-часов — больше, чем годовое потребление электричества Швеции. Исследователи утверждают, что метод PoQ может существенно снизить потребление энергии, используя квантовые вычисления, которые намного более энергоэффективны — примерно 0, 1% от стоимости традиционного майнинга, что потенциально делает его в 1000 раз более эффективным. Квантовый блокчейн также улучшает масштабируемость и эффективность майнинга, поддерживая стабильность согласия, несмотря на внутренние неопределенности квантовых вычислений. Он включает квантовые операции в существующую блокчейн-структуру, которая тесно связана с архитектурой биткойна. **Как работает квантовый блокчейн** В отличие от классических майнеров, которые решают криптографические головоломки с помощью GPU или ASIC, этот квантовый блокчейн генерирует уникальные хеши с помощью вероятностной квантовой механики. Данные кодируются в квантовой системе, позволяя осуществлять сложные преобразования, которые создают хеш. Чтобы управлять неопределенностью квантовых результатов, метод "вероятностной валидации" оценивает действительность квантовых хешей на основе статистической уверенности.

Этот подход изменяет способ обработки форков, назначая негативные затраты на недействительные блоки, что помогает поддерживать согласованность сети. **Экспериментальные результаты** Система тестировалась на четырех квантовых процессорах D-Wave Advantage, сосредоточив внимание на задачах, которые крайне сложны для классических систем. Каждый квантовый компьютер обрабатывал блоки, при этом майнеры регулировали nonce для поиска совместимых хешей, аналогично майнингу биткойна, но только квантовые вычисления могли производить подходящие хеши. В ходе тестов участвовало более 100 майнеров, которые обрабатывали 219 передач блоков, при этом более 70% достигли согласия и стали неизменными. Стратегия, использующая валидацию на основе уверенности, значительно превзошла простые бинарные валидации. **Краткосрочное применение квантовых технологий** Этот квантовый блокчейн предлагает решение для экологических последствий цифровых валют и стимулирует раннее внедрение квантовых компьютеров. Основным ограничением является высокая стоимость квантовых вычислений, которая на данный момент остается высокой. Таким образом, хотя потребление энергии снижается, жизнеспособность PoQ для масштабируемого развертывания остается неопределенной. По мере улучшения квантовых технологий затраты могут стать более управляемыми. Блокчейн D-Wave использует квантовый отжиг, что отличает его от систем на базе вентилей, разрабатываемых такими компаниями, как IBM и Google, и, хотя это полезно, его применение в настоящее время является более специализированным. Безопасность этой системы ставит дополнительные проблемы из-за вероятностной природы квантовых хешей, что усложняет согласование. Будущие улучшения могут интегрировать продвинутые квантовые функции для повышения безопасности и надежности. Исследование еще предстоит пройти рецензирование, что свидетельствует о быстром развитии в области квантовых вычислений. Исследовательская группа включает ведущих ученых D-Wave, все они вносят вклад в эту революционную работу.