Ένας υπεραγώγιμος κβαντικός υπολογιστής συμμετέχει σε δίκτυο που εξορύσσει το πειραματικό κρυπτονόμισμα Quip, με ταχύτερη διαδικασία και καλύτερη ενεργειακή απόδοση από τα συμβατικά μηχανήματα, σύμφωνα με ερευνητές.
Οι κρυπτονομισματικές εφαρμογές και η κβαντική υπολογιστική συνδέονται με δύο βασικούς τρόπους. Ο πρώτος είναι ότι ένας αρκετά ισχυρός κβαντικός υπολογιστής θα μπορούσε να σπάσει τους αλγορίθμους κρυπτογράφησης που σήμερα προστατεύουν τα κρυπτονομίσματα από επιθέσεις. Ο δεύτερος είναι ότι αρκετές μελέτες έχουν δείξει πως η χρήση κβαντικών υπολογιστών θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά την τεράστια ενεργειακή κατανάλωση των κρυπτονομισμάτων.
Για να δοκιμάσουν την ιδέα στην πράξη, ο Colton Dillion από την Postquant Labs και οι συνεργάτες του έστησαν ένα πειραματικό δίκτυο blockchain με την ονομασία Quip, το οποίο λειτουργεί από τον Απρίλιο. Το blockchain είναι η τεχνολογία πίσω από τα κρυπτονομίσματα και μοιάζει με δημόσιο καθολικό ή βάση δεδομένων, όπου οι χρήστες προσθέτουν νέα εγγραφές ανταγωνιζόμενοι για να ολοκληρώσουν έναν υπολογισμό που ονομάζεται «proof of work». Στα περισσότερα κρυπτονομίσματα, ο νικητής υπολογιστής ανταμείβεται με νομίσματα και το μπλοκ που προστίθεται στο καθολικό κάνει τη συναλλαγή οριστική.
Στο Quip, ο υπολογισμός proof of work είναι ένα είδος προβλήματος βελτιστοποίησης, παρόμοιο με εργασίες όπως το να βρεθεί ο καλύτερος τρόπος προγραμματισμού διανομών για μια υπηρεσία εστίασης ή η σύνθεση του ιδανικού επενδυτικού χαρτοφυλακίου. Αν και οι περισσότεροι υπολογιστές που συμμετέχουν στο blockchain του Quip είναι συμβατικά μηχανήματα, το δίκτυο περιλαμβάνει και έναν υπολογιστή Advantage2 της D-Wave Quantum — και φαίνεται ότι υπερέχει των κοινών υπολογιστών.
«Το πρόβλημα είναι αρκετά δύσκολο ώστε να αποτελεί πραγματική πρόκληση για τα κλασικά συστήματα, αλλά όχι τόσο δύσκολο ώστε να φτάνει στο πεδίο του αδύνατου τόσο για κλασικά όσο και για κβαντικά συστήματα. Αυτό σημαίνει ότι οι κβαντικές τεχνολογίες έχουν πραγματική ευκαιρία να έχουν τεράστιο αντίκτυπο», λέει ο Carlos Perez-Delgado από το Πανεπιστήμιο του Kent στη Βρετανία, ο οποίος δεν συμμετέχει στο Quip.
Η λειτουργικότητα και η χρησιμότητα των κβαντικών υπολογιστών της D-Wave έχουν ιστορικά προκαλέσει συζητήσεις. Το 2024, η εταιρεία υποστήριξε ότι ένας από τους κβαντικούς υπολογιστές της έλυσε ένα πρόβλημα που διαφορετικά θα ήταν αδύνατο ακόμη και για έναν συμβατικό υπερυπολογιστή, όμως μια διαφορετική ερευνητική ομάδα ανέφερε ότι έκανε παρόμοιο υπολογισμό σε ένα απλό laptop μόλις έναν χρόνο αργότερα.
Ο Dillion θεωρεί ότι το Quip προσφέρει έναν τρόπο να παρακαμφθούν τέτοιες διαφωνίες, λόγω της αποκεντρωμένης δομής του. «Αυτός ακριβώς είναι ο λόγος που πρόκειται για blockchain. Όσοι δεν πιστεύουν στα αποτελέσματά μας μπορούν να μπουν στο δίκτυο και να το δοκιμάσουν οι ίδιοι», λέει.
Σε παρουσίαση προς επενδυτές την 1η Ιουνίου, ο διευθύνων σύμβουλος της D-Wave, Alan Baratz, είπε ότι το Advantage2 είναι διαθέσιμο στο Quip μόνο για περίπου 5 λεπτά την ημέρα. Ως αποτέλεσμα, λέει ο Dillion, συμμετέχει σε περίπου το ένα τρίτο των μπλοκ που προστίθενται στο δίκτυο, αλλά κερδίζει το 92% αυτών, κάτι που δείχνει πως, για το πρόβλημα proof of work του Quip, το κβαντικό μηχάνημα έχει πλεονέκτημα έναντι των υπόλοιπων υπολογιστών του δικτύου.
Ο Baratz είπε επίσης ότι το Advantage2 καταναλώνει πολύ λιγότερη ενέργεια για να λύσει το πρόβλημα σε σχέση με άλλους υπολογιστές που ανταγωνίζονται μαζί του, αν και οι δύο εταιρείες δεν έχουν δημοσιεύσει ακόμη αναλυτικές συγκριτικές μετρήσεις. «Για μένα, η κβαντική υπολογιστική είναι υπολογιστική με ενεργειακή αποδοτικότητα για την επίλυση δύσκολων υπολογιστικών προβλημάτων», είπε ο Baratz.
Τα προκαταρκτικά αποτελέσματα από το Quip φαίνεται να το επιβεβαιώνουν. Ο Dillion λέει ότι, κατά μέσο όρο, η χρήση του Advantage2 απαιτεί περίπου 100 φορές λιγότερη ηλεκτρική ισχύ — 12,5 watt αντί για 1334 watt — για να κερδίσει ένα μπλοκ. Επιπλέον, εκτιμά ότι ένας συμβατικός υπολογιστής που θα μπορούσε να κερδίζει το μπλοκ συχνότερα από το Advantage2 θα χρειαζόταν 300 φορές μεγαλύτερη ισχύ. Παράλληλα, το δίκτυο έχει σχεδιαστεί ώστε να είναι ασφαλές απέναντι σε επιθέσεις από εχθρικούς κβαντικούς υπολογιστές, κάτι που δεν ισχύει για πολλά υπάρχοντα blockchain, τα οποία ίσως χρειαστεί να αναβαθμίσουν το λογισμικό τους για να γίνουν quantum-safe.
Είναι λοιπόν ένα ασφαλέστερο και πιο βιώσιμο μέλλον για το blockchain συνδεδεμένο με δίκτυα όπως το Quip; Δεν είναι τόσο απλό, λέει ο Olivier Ezratty από το Quantum Energy Initiative. Όπως σημειώνει, παρότι η χρήση ενός κβαντικού υπολογιστή μπορεί να είναι λιγότερο ενεργοβόρα ανά υπολογισμό, το κόστος κατασκευής, συντήρησης και λειτουργίας του κβαντικού υλικού δυσκολεύει μια καθαρά οικονομική απόδειξη ότι η κβαντική προσέγγιση μπορεί να λειτουργήσει σε μεγάλη κλίμακα. «Μπορεί να μειώνουν το συνολικό ενεργειακό κόστος, αλλά με τίμημα πολύ μεγαλύτερες κεφαλαιουχικές δαπάνες, συμπεριλαμβανομένου του ενεργειακού κόστους κατασκευής αυτών των κβαντικών υπολογιστών της D-Wave», λέει ο Ezratty.
Ο Perez-Delgado εμφανίζεται πιο αισιόδοξος. «Πιστεύω ακράδαντα ότι, με δεδομένα τα οικονομικά κίνητρα για ταχύτερη και καθαρότερη εξόρυξη κρυπτονομισμάτων, θα δούμε περισσότερη από αυτή την τεχνολογία στο μέλλον», λέει. Πράγματι, και άλλες εταιρείες δουλεύουν πάνω σε projects κβαντικού proof of work, όπως οι BTQ Technologies και Quandela, η οποία κατασκευάζει κβαντικούς υπολογιστές που χρησιμοποιούν φως, σε αντίθεση με το Advantage2, που βασίζεται σε μικροσκοπικά υπεραγώγιμα κυκλώματα.
Ωστόσο, η ομάδα του Quip έχει πιο φιλόδοξο στόχο. Ο Dillion λέει ότι το δίκτυο θα μπορούσε να εξελιχθεί σε έναν παγκόσμιο κατανεμημένο κβαντικό υπολογιστή, συνδέοντας χρήστες με πολλούς διαφορετικούς κβαντικούς υπολογιστές, οι οποίοι θα μπορούσαν στη συνέχεια να ανταγωνίζονται για την επίλυση διαφορετικών προβλημάτων, όπως ακριβώς το Advantage2 ανταγωνίζεται σήμερα με συμβατικούς υπολογιστές. Έτσι, όπως λέει, θα εκδημοκρατιζόταν η πρόσβαση σε αυτά τα ακόμη σπάνια και ακριβά μηχανήματα. Για να φτάσει εκεί, η ομάδα εργάζεται ήδη για να προσθέσει σύντομα ακόμη ένα πρόβλημα proof of work και να συνδέσει κβαντικούς υπολογιστές και από άλλες εταιρείες πέρα από τη D-Wave.
