Ievads

Pēdējos gados Bitcoin ieguves enerģijas patēriņš ir radījis bažas par tā ietekmi uz vidi. Tomēr Kentas Universitātes Datortehnikas skolas pētnieki ir veikuši revolucionāru pētījumu, kurā tiek pētīts kvantu ieguves sistēmu potenciāls būtiski uzlabot energoefektivitāti blokķēdes darbībās. Šajā rakstā ir apskatīti pētījuma atklājumi un apskatīta kvantu kalnraču ietekme uz blokķēdes tehnoloģijas nākotni.

Enerģētikas krīze Bitcoin ieguvē

Bitcoin, pasaulē vispazīstamākā kriptovalūta, balstās uz procesu, ko sauc par ieguvi, lai apstiprinātu darījumus un uzturētu blokķēdes integritāti. Kalnrūpniecība ietver sarežģītu matemātisko problēmu risināšanu, kas prasa ievērojamu skaitļošanas jaudu un līdz ar to ievērojamu enerģijas patēriņu. Enerģētikas krīze, kas saistīta ar Bitcoin ieguvi, ir radījusi arvien lielākas bažas, jo tā veicina oglekļa emisijas un noslogo globālos enerģijas resursus.

Saskaņā ar Kentas Universitātes pētniekiem, Bitcoin ieguves operācijas vien 2022. gada maijā patērēja vairāk nekā 150 teravatstundas gadā. Šis satriecošais enerģijas patēriņš ir līdzvērtīgs elektroenerģijas patēriņam visās valstīs un uzsver steidzamo nepieciešamību pēc energoefektīvākiem kalnrūpniecības risinājumiem.

Enerģijas patēriņa salīdzināšana: ASIC vs. Quantum Miners

Kentas Universitātes pētnieku veiktais pētījums salīdzināja esošo uz lietojumprogrammu specifisko integrēto shēmu (ASIC) balstīto kalnraču enerģijas patēriņa rādītājus ar piedāvātajiem kvantu risinājumiem. ASIC kalnrači ir specializētas aparatūras ierīces, kas īpaši izstrādātas kriptovalūtas ieguvei un tiek plaši izmantotas nozarē. Tomēr tie ir pazīstami ar augstām enerģijas prasībām.

Pētījuma rezultāti bija acis atveroši, jo kvantu mašīnas demonstrēja ievērojamu energoefektivitāti salīdzinājumā ar to tradicionālajiem kolēģiem. Pētnieki salīdzināja trīs dažādas kvantu ieguves sistēmas ar Antminer S19 XP ASIC kalnraču un atklāja, ka pat kvantu sistēmas ar minimālām kļūdu korekcijas funkcijām energoefektivitātes ziņā pārspēja ASIC kalnraču.

Kvantu priekšrocības blokķēžu ieguvē

Pētnieki uzsvēra, ka blokķēdes ieguve ir viena no nedaudzajām kvantu skaitļošanas jomām, kur kļūdu labošana nav nopietna problēma. Lielākajā daļā kvantu funkciju kļūdas rada troksni, kas ierobežo skaitļošanas sistēmas spēju veikt precīzus aprēķinus. Tomēr blokķēdes ieguvē panākumu līmenis ar vismodernākajām klasiskajām sistēmām joprojām ir salīdzinoši zems. Saskaņā ar pētījumu, "klasiskais Bitcoin kalnračs ir ienesīgs tikai ar aptuveni 0,000070% panākumu līmeni."

Šī neatbilstība paver iespēju kvantu sistēmām izcelties šajā konkrētajā jomā. Atšķirībā no klasiskajām sistēmām uz kvantu balstītas sistēmas laika gaitā var precīzi noregulēt, lai palielinātu precizitāti un efektivitāti. Šī pielāgošanās spēja ļauj kvantu kalnračiem optimizēt savu veiktspēju un, iespējams, sasniegt augstākus panākumus blokķēdes ieguvē.

Uzdevumam specifiska skaitļošana: kvantu kalnraču loma

Viens no svarīgākajiem kvantu kalnraču aspektiem ir tas, ka tiem nav nepieciešama universālo kvantu datoru sarežģītība un mērogojamība. Atšķirībā no citām kvantu skaitļošanas lietojumprogrammām, kvantu ieguvēja mērķis ir veikt vienu uzdevumu — efektīvi iegūt kriptovalūtas. Šis uzdevumam specifiskais raksturs ievērojami samazina infrastruktūru un resursus, kas nepieciešami kvantu kalnraču ieviešanai blokķēdes operācijās.

Šī vienkāršotā pieeja kvantu skaitļošanai ļauj organizācijām izmantot esošās kvantu tehnoloģijas un izstrādāt kalnračus, kas demonstrē kvantu priekšrocības salīdzinājumā ar klasiskajiem datoriem. Lai gan kvantu skaitļošanas tehnoloģija joprojām ir agrīnā stadijā, konkrētajam blokķēdes ieguves uzdevumam nav nepieciešams pilna servisa kvantu skaitļošanas risinājums.

Iespējamības problēmas: trokšņainas vidēja mēroga kvantu (NISQ) sistēmas

Lai gan kvantu kalnraču piedāvātais enerģijas ietaupījums ir daudzsološs, ir jāņem vērā praktiski izaicinājumi. Pētījumā galvenā uzmanība tika pievērsta kvantu skaitļošanas sistēmas veidam, ko sauc par "trokšņainu vidēja mēroga kvantu" (NISQ) sistēmu. Šīs sistēmas darbojas ar aptuveni 50–100 kubitiem, kas ir ievērojami mazāk nekā paredzētās 512 kubitu sistēmas, kas nodrošinātu “milzīgu” enerģijas ietaupījumu.

Izmaksas, kas saistītas ar lielāka mēroga kvantu skaitļošanas sistēmu izveidi un uzturēšanu, vairumam organizāciju tradicionāli ir bijušas pārmērīgas. Pašlaik tikai dažas organizācijas, piemēram, D-Wave un IBM, piedāvā klientiem orientētas kvantu sistēmas 512 kubitu diapazonā. Tomēr arhitektoniskās atšķirības starp šīm sistēmām padara tiešus kubitu skaita salīdzinājumus nedaudz nebūtiskus.

Ceļš uz ilgtspējīgu blokķēžu ieguvi

Neskatoties uz izaicinājumiem, Kentas Universitātes Datortehnikas skolas veiktais pētījums atklāj kvantu kalnraču milzīgo potenciālu revolucionizēt energoefektivitāti blokķēdes ieguvē. Kvantu kalnrači piedāvā daudzsološu risinājumu, lai mazinātu kriptovalūtas ieguves ietekmi uz vidi, ievērojami samazinot enerģijas patēriņu.

Kvantu tehnoloģiju nepārtrauktā attīstība kopā ar sasniegumiem kubitu mērogojamībā un kļūdu labošanā rada cerību uz zaļāku un ilgtspējīgāku nākotni kriptovalūtu un blokķēdes pasaulē. Lai gan izmaksu ierobežojumu dēļ kvantu kalnrači var nebūt uzreiz pieejami visām organizācijām, šī pētījuma rezultāti ir pamats turpmākai izpētei un attīstībai šajā jomā.

Secinājums

Kentas universitātes pētījums atklāj kvantu kalnraču milzīgo potenciālu revolucionizēt energoefektivitāti blokķēdes ieguvē. Lai gan kvantu skaitļošanas tehnoloģija joprojām ir agrīnā stadijā, konkrētajam blokķēdes ieguves uzdevumam nav nepieciešams pilnvērtīgs kvantu dators. Kvantu kalnrači piedāvā daudzsološu risinājumu enerģijas patēriņa samazināšanai šajā jomā. Lai gan joprojām pastāv izaicinājumi un izmaksu ierobežojumi, kvantu tehnoloģiju nepārtrauktā attīstība rada cerību uz zaļāku un ilgtspējīgāku nākotni kriptovalūtu un blokķēdes pasaulē.

FAQ

J: Kā kvantu kalnrači atšķiras no tradicionālajiem ASIC kalnračiem energoefektivitātes ziņā?

A: Kentas universitātes pētnieku veiktais pētījums parādīja, ka kvantu kalnrači energoefektivitātes ziņā pārspēj tradicionālos ASIC kalnračus.

J: Kāpēc kļūdu labošana ir mazāk svarīga kvantu sistēmu blokķēdes ieguvē?

A: Atšķirībā no citām kvantu funkcijām, blokķēdes ieguve ir piedodoša, ja runa ir par kļūdām. Pat ar vismodernākajām klasiskajām sistēmām panākumu līmenis ir salīdzinoši zems, padarot blokķēdes ieguvi par ideālu domēnu kvantu risinājumiem.

J: Vai kvantu kalnračus var precīzi noregulēt, lai palielinātu efektivitāti un precizitāti?

A: Jā, viena no kvantu sistēmu priekšrocībām ir to nepārtrauktas precizēšanas iespējas, ļaujot tām sasniegt augstāku efektivitātes un precizitātes līmeni laika gaitā.

J: Vai kvantu kalnračiem ir nepieciešams pilna mēroga kvantu skaitļošanas risinājums?

A: Nē, kvantu ieguvēji ir specifiski uzdevumiem, un tiem nav nepieciešama mērogojama, universāla kvantu datora sarežģītība. Tie ir paredzēti viena uzdevuma veikšanai, padarot tos pieejamākus un mazāk resursietilpīgus.

J: Vai ir kādi praktiski izaicinājumi kvantu kalnraču ieviešanā?

A: Jā, pašreizējais ierobežojums ir liela mēroga kvantu skaitļošanas sistēmu pieejamība. Lai gan pētījumā galvenā uzmanība tika pievērsta NISQ sistēmām ar aptuveni 50–100 kubitiem, lai panāktu milzīgu enerģijas ietaupījumu, būtu nepieciešamas sistēmas ar 512 kubitiem, kuru izveide un uzturēšana pašlaik ir dārga.

J: Kuras organizācijas piedāvā kvantu sistēmas 512 kubitu diapazonā?

A: Pašlaik D-Wave un IBM piedāvā klientam vērstas kvantu sistēmas 512 kubitu diapazonā. Tomēr arhitektoniskās atšķirības starp to sistēmām padara tiešu kubitu skaita salīdzinājumu mazāk nozīmīgu.

#QuantumMiners#EnergyEfficiency#BlockchainRevolution#QuantumComputing#SustainableMining

Piezīme. Šajā rakstā sniegtā informācija ir balstīta uz Kentas Universitātes Datortehnikas skolas veikto pētījumu. Turpmāka attīstība kvantu skaitļošanas jomā var ietekmēt kvantu kalnraču iespējamību un praktiskumu nākotnē.