Ένα νέο κεφάλαιο στην ιστορία της κβαντικής υπολογιστικής και των κρυπτονομισμάτων ανοίγει ένα πείραμα που δείχνει ότι ένας κβαντικός υπολογιστής μπορεί να συμμετέχει επιτυχώς στην εξόρυξη ψηφιακού νομίσματος, επιτυγχάνοντας ταυτόχρονα υψηλότερη απόδοση και πολύ χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας σε σχέση με συμβατικά συστήματα. Το πείραμα πραγματοποιείται μέσω του Quip, ενός δοκιμαστικού blockchain δικτύου που εξετάζει αν οι κβαντικές μηχανές μπορούν να μεταμορφώσουν τον τρόπο λειτουργίας των κρυπτονομισμάτων.
Τα κρυπτονομίσματα και η κβαντική τεχνολογία συναντώνται σε δύο κρίσιμα σημεία. Από τη μία πλευρά, ένας αρκετά ισχυρός κβαντικός υπολογιστής θα μπορούσε θεωρητικά να απειλήσει τα συστήματα κρυπτογράφησης που προστατεύουν σήμερα τα ψηφιακά νομίσματα. Από την άλλη, οι επιστήμονες εξετάζουν εδώ και χρόνια αν η κβαντική υπολογιστική μπορεί να μειώσει το τεράστιο ενεργειακό κόστος της εξόρυξης κρυπτονομισμάτων.
Για να δοκιμάσουν αυτή την ιδέα στην πράξη, ερευνητές της Postquant Labs δημιούργησαν το Quip, ένα πειραματικό blockchain όπου κλασικοί υπολογιστές, κάρτες γραφικών και κβαντικοί επεξεργαστές ανταγωνίζονται μεταξύ τους. Το δίκτυο σχεδιάστηκε ώστε να λειτουργεί ως πραγματικό περιβάλλον δοκιμής και όχι απλώς ως εργαστηριακή προσομοίωση.
Το blockchain βασίζεται στην ιδέα του «proof of work», δηλαδή της απόδειξης εργασίας. Οι υπολογιστές του δικτύου προσπαθούν να λύσουν δύσκολα μαθηματικά προβλήματα και όποιος τα καταφέρει πρώτος κερδίζει την προσθήκη ενός νέου μπλοκ στην αλυσίδα και την αντίστοιχη ανταμοιβή.
Στο Quip όμως το πρόβλημα δεν είναι η κλασική διαδικασία που χρησιμοποιούν πολλά γνωστά κρυπτονομίσματα, όπως το Bitcoin. Είναι ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης, παρόμοιο με το να βρεις την καλύτερη διαδρομή για χιλιάδες παραδόσεις ή τον ιδανικό συνδυασμό επενδύσεων.
Στην προσπάθεια αυτή συμμετέχει ο κβαντικός υπολογιστής Advantage2 της D-Wave Quantum, ένας κβαντικός επεξεργαστής που χρησιμοποιεί την τεχνική quantum annealing, σχεδιασμένη ειδικά για προβλήματα βελτιστοποίησης. Η D-Wave έχει παρουσιάσει τον Advantage2 ως σύστημα που στοχεύει σε πρακτικές εφαρμογές όπως η βελτιστοποίηση, η τεχνητή νοημοσύνη και η προσομοίωση σύνθετων συστημάτων.
Τα πρώτα αποτελέσματα του Quip είναι εντυπωσιακά. Σύμφωνα με τους δημιουργούς του, ο κβαντικός υπολογιστής κέρδισε περίπου το 92% των μπλοκ στα οποία συμμετείχε, παρότι ήταν διαθέσιμος στο δίκτυο μόνο για περιορισμένο χρόνο. Αυτό δείχνει ότι, για το συγκεκριμένο μαθηματικό πρόβλημα, η κβαντική μηχανή φαίνεται να έχει πλεονέκτημα απέναντι στους παραδοσιακούς υπολογιστές.
Ακόμη πιο σημαντικό είναι το ενεργειακό αποτύπωμα. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι ο Advantage2 χρειάζεται περίπου 12,5 watt για να κερδίσει ένα μπλοκ, ενώ ένας συμβατικός υπολογιστής χρειάζεται περίπου 1334 watt. Αυτό σημαίνει ότι η κατανάλωση μπορεί να είναι περίπου 100 φορές μικρότερη για την ίδια εργασία, αν και απαιτούνται ακόμη ανεξάρτητες και λεπτομερείς μετρήσεις για να επιβεβαιωθούν πλήρως τα αποτελέσματα.
Ο Άλαν Μπαρατζ, διευθύνων σύμβουλος της D-Wave, υποστηρίζει ότι η κβαντική υπολογιστική μπορεί να αποτελέσει μια νέα μορφή ενεργειακά αποδοτικής υπολογιστικής για δύσκολα προβλήματα. Ωστόσο, ειδικοί προειδοποιούν ότι η εικόνα δεν είναι τόσο απλή. Οι κβαντικοί υπολογιστές μπορεί να καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια κατά την εκτέλεση ενός υπολογισμού, αλλά η κατασκευή, ψύξη, συντήρηση και λειτουργία τους απαιτούν τεράστιες επενδύσεις.
Ο Ολιβιέ Εζρατί από την Quantum Energy Initiative επισημαίνει ότι το χαμηλότερο ενεργειακό κόστος ανά υπολογισμό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι η τεχνολογία θα είναι οικονομικά βιώσιμη σε παγκόσμια κλίμακα.
Παρόλα αυτά, η ιδέα κερδίζει έδαφος. Ήδη υπάρχουν ερευνητικές προσπάθειες για «quantum proof-of-work» συστήματα, όπου η ίδια η εξόρυξη θα απαιτεί κβαντική υπολογιστική ισχύ. Μελέτες έχουν εξετάσει τη δυνατότητα χρήσης κβαντικών συσκευών ώστε τα blockchain να γίνουν αποδοτικότερα και πιο ανθεκτικά σε μελλοντικές απειλές.
Το μεγαλύτερο όραμα των δημιουργών του Quip όμως δεν είναι μόνο ένα πιο γρήγορο mining. Στόχος τους είναι ένα παγκόσμιο κατανεμημένο δίκτυο κβαντικών υπολογιστών, όπου άνθρωποι και εταιρείες θα μπορούν να χρησιμοποιούν από απόσταση κβαντική ισχύ χωρίς να χρειάζεται να αγοράσουν πανάκριβα μηχανήματα.
Αν το πείραμα επιβεβαιωθεί σε μεγαλύτερη κλίμακα, η εποχή όπου τα κρυπτονομίσματα εξορύσσονται από γιγαντιαία ενεργοβόρα κέντρα δεδομένων ίσως δώσει τη θέση της σε μια νέα εποχή, όπου η κβαντική τεχνολογία θα βρίσκεται στην καρδιά της παγκόσμιας ψηφιακής οικονομίας.
Με πληροφορίες από το New Scientist / Arxiv / Dwavequantum / Miningpool / Coindesk
