Kvanteminearbejdere ville give 'massive' energibesparelser for blockchain: Undersøgelse

Et par videnskabsmænd fra University of Kent's School of Computing i Det Forenede Kongerige gennemførte for nylig en undersøgelse, der sammenlignede energiforbrugsrater for nuværende ASIC-baserede minearbejdere med foreslåede kvantebaserede løsninger.

Ifølge holdets fortryksforskningspapir har de systemer, der anvender kvanteberegning, beviseligt bedre end standard minerigge med hensyn til energieffektivitet:

"Vi viser, at overgangen til kvantebaseret minedrift kan medføre en energibesparelse - ved relativt konservative skøn - på omkring 126.7 TWH, eller sætte det samlede energiforbrug i Sverige i 2020 anderledes."

Bitcoin-minedrift alene forbrugte mere end 150 terawatt-timer årligt (i maj 2022), ifølge papiret, hvilket sætter i perspektiv den potentielle indvirkning, de foreslåede kvantebaserede systemer kunne have.

Parrets konklusioner var baseret på eksperimenter, der sammenlignede tre forskellige kvanteminesystemer med en Antminer S19 XP ASIC minearbejder.

Kvantemine-enhederne blev delt mellem et system med et enkelt lag af fejltolerance, et andet med to lag af fejltolerance og et uden dedikerede fejlkorrektionsfunktioner.

Som forskerne påpeger, er blockchain-minedrift et af de få områder inden for kvanteberegning, hvor fejlkorrektion ikke er så stor en sag. I de fleste kvantefunktioner skaber fejl støj, der funktionelt begrænser et computersystems evne til at producere nøjagtige beregninger.

Inden for blockchain-minedrift er succesraterne med avancerede klassiske systemer dog stadig relativt lave. Ifølge forskningspapiret, "En klassisk Bitcoin-minearbejder er rentabel med kun en succesrate på omkring 0.000070 %."

Forskerne bemærker også, at i modsætning til klassiske systemer kan kvantebaserede systemer faktisk finjusteres over tid for øget nøjagtighed og effektivitet.

Relateret: Hvordan påvirker quantum computing finansindustrien?

Mens kvantecomputerteknologi stadig anses for at være i sin vorden, kræver det meget specifikke problem med blockchain-minedrift ikke en fuld-service kvantecomputerløsning. Som forskerne udtrykte det, "er en kvanteminer ikke og behøver ikke at være en skalerbar, universel kvantecomputer. En kvanteminearbejder behøver kun at udføre en enkelt opgave."

I sidste ende konkluderer forskerne, at det burde være muligt at bygge minearbejdere ved hjælp af eksisterende kvanteteknologier, der demonstrerer kvantefordele i forhold til klassiske computere.

På trods af de potentielle energibesparelser skal det nævnes, at forskerne fokuserede på en type kvanteberegningssystem kaldet et "støjende mellemskala kvantesystem" (NISQ).

Ifølge fortrykspapiret skal kvanteminearbejdere demonstrere "massive" energibesparelser ved en størrelse på omkring 512 kvantebits eller "qubits" - et udtryk, der er noget analogt med klassiske computerbits.

Typisk fungerer NISQ-systemer dog kun med omkring 50-100 qubits, selvom der ikke ser ud til at være en industristandard.

Selvom energibesparelserne kan være mulige, har omkostningerne ved at bygge og vedligeholde et kvantecomputersystem i 512 qubit-området traditionelt været uoverkommelige for de fleste organisationer.

Kun D-Wave og IBM tilbyder klientvendte systemer i samme rækkevidde (D-Waves D2 er en 512-qubit-processor, og IBMs Osprey vejer 433), men deres arkitekturer adskiller sig så meget, at sammenligninger mellem deres qubit-antal tilsyneladende er meningsløs.