**内部简报** D-Wave的研究人员创建并测试了一个区块链原型，利用量子计算进行挖矿，采用了一种新颖的共识机制，称为量子工作证明（PoQ）。该系统用量子计算替代了传统的高能耗挖矿方法，展示了在四个量子处理器上的稳定性。 实验结果表明，该区块链保持了共识，并达到了高达75%的挖矿效率，暗示了一个可扩展且节能的区块链框架的有希望的发展方向。这一进展展示了量子霸权在现实世界区块链应用中的重要应用。 他们最近在arXiv上发布的研究描述了PoQ机制如何取代传统的“工作量证明”系统。量子计算机解决经典机器难以处理的复杂问题，从而使挖矿独特地可用于量子系统。研究人员引入了多种量子哈希生成方法，以适应不同的量子硬件能力，同时确保区块链在量子计算的概率性特征下保持稳定性。 该原型在北美的四个D-Wave量子处理器上运行，展示了在广泛哈希操作中的稳定区块链功能。 **区块链挖矿的转变** 传统的工作量证明（PoW）机制通过要求大量计算工作来保护区块链，防止作弊，导致巨大的能源消耗。预计到2024年，比特币挖矿将消耗近176太瓦时，超过瑞典的年度电力使用量。研究人员认为，PoQ方法可以显著降低能源消耗，利用比传统挖矿高效得多的量子计算——其成本约为传统挖矿的0. 1%，这可能使其效率提高1, 000倍。 量子区块链还改善了可扩展性和挖矿效率，在量子计算的固有不确定性下保持共识稳定。它将量子操作融入现有的区块链框架，与比特币的架构紧密对齐。 **量子区块链的工作原理** 与使用GPU或ASIC解决密码学难题的经典矿工不同，这种量子区块链通过概率性量子力学生成独特的哈希。数据编码在量子系统中，允许复杂的变换以创建哈希。为了管理量子结果的不确定性，“概率验证”方法根据统计置信度评估量子哈希的有效性。这种方法修改了分叉的处理方式，给予无效区块负工作量，帮助维护网络一致性。 **实验结果** 该系统在四个D-Wave Advantage量子处理器上进行了测试，专注于对经典系统极具挑战性的问题。每个量子计算机处理区块，矿工调整随机数以找到兼容的哈希，类似于比特币挖矿，但只有量子计算才能生成合格的哈希。 在测试过程中，超过100名矿工参与，处理了219个区块广播，其中超过70%达成共识并变为不可变更。基于置信度的验证策略明显优于简单的二元验证。 **近期量子应用** 这一量子区块链为数字货币的环境影响提供了解决方案，并激励量子计算机的早期采用。主要限制在于量子计算的成本，目前仍然较高。因此，尽管能源消耗降低，PoQ的大规模部署的可行性仍不确定。随着量子技术的进步，成本可能会变得更加可控。 D-Wave的区块链使用量子退火，与IBM和谷歌等公司追求的基于门的系统有所不同，尽管有益，但其应用目前更为专业。由于量子哈希的概率性特征，该系统的安全性面临额外挑战，使共识变得复杂。未来的改进可能集成先进的量子特性，以增强安全性和可靠性。 该研究尚未经过同行评审，反映了量子计算领域的快速发展。研究团队包括众多杰出的D-Wave科学家，他们共同为这一开创性工作做出了贡献。