Advantage2 量子處理器

D波

研究人員聲稱,量子電腦在此類實驗中首次成功開採了加密貨幣,同時消耗的能源也少得多。

加密貨幣與量子計算有兩個顯著的交叉點。首先,足夠強大的量子電腦可以破解目前保護加密貨幣免於駭客攻擊的加密演算法。其次,多項研究表明,量子電腦的使用可以減少加密貨幣原本驚人的能源消耗。

為了在實踐中測試這個想法,Postquant Labs 的 Colton Dillion 和他的同事創建了一個名為 Quip 的實驗性區塊鏈網絡,該網絡自 4 月以來一直在運行。區塊鏈是加密貨幣背後的技術,就像一個公共分類帳或資料庫,用戶透過競爭執行稱為「工作證明」的計算來添加新記錄。對於大多數加密貨幣,獲勝的計算機會獲得硬幣獎勵,並且添加到分類帳中的區塊使交易永久化。

在 Quip 中,工作量證明計算是一種與任務相關的最佳化問題。 例如,找到規劃食品服務供應的最佳方法或整合理想的投資組合。雖然參與 Quip 區塊鏈的大多數計算機都是普通計算機,但網路上還有一台由 D-Wave Quantum 創建的 Advantage2 計算機,它似乎優於普通計算機。

英國肯特大學的卡洛斯·佩雷斯-德爾加多(Carlos Perez-Delgado)表示:「這個問題對於經典設備來說已經足夠困難,足以成為真正的挑戰,但也沒有難到對經典設備和量子設備都無法解決的地步。這意味著量子技術確實有機會產生巨大的影響。」他不隸屬於 Quip。

從歷史上看,D-Wave 量子電腦的運算能力和實用性一直存在爭議。值得注意的是,該公司在 2024 年表示,其一台量子電腦解決了傳統超級電腦無法解決的問題,但另一組研究人員報告說,僅僅一年後,他們就在普通筆記型電腦上進行了類似的計算。

Dillion 認為,Quip 由於其去中心化的性質,提供了一種規避此類爭議的方法。 「這就是為什麼它是區塊鏈。不相信我們的結果的人可以加入網路並親自嘗試,」他說。

D-Wave 執行長 Alan Baratz 在 6 月 1 日的投資者介紹會上表示,Quip 每天只能使用 Advantage2 大約 5 分鐘。因此,Dillion 表示,它只競爭添加到網路中的約三分之一的區塊,但贏得了 92% 的區塊,這表明在 Quip 的工作量證明問題中,量子機比網路的其餘部分具有優勢。

更重要的是,巴拉茨表示,與其他競爭計算機相比,Advantage2 在解決問題時使用的功率要少得多,但兩家公司尚未發布任何詳細的比較研究。 「對我來說,量子計算是解決複雜計算問題的節能計算,」巴拉茨說。

Quip 的初步結果似乎證實了這一點。 Dillion 表示,平均而言,使用 Advantage2 贏得一個區塊所需的功率減少了約 100 倍——12.5 瓦而不是 1,334 瓦。此外,他估計一台能夠更頻繁地從 Advantage2 中贏得區塊的典型電腦將需要 300 倍的功率。此外,該網路的建構是為了防止來自敵對量子電腦的攻擊,而許多現有區塊鏈的情況並非如此,它們可能必須更新其軟體才能變得量子安全。

Quip 等網路上的區塊鏈是否有可能實現更安全、更永續的未來? 「這很複雜,」量子能源計畫的奧利維爾·埃茲拉蒂(Olivier Ezratty)說。他說,雖然使用量子電腦每次計算的能源密集度可能較低,但建造、維護和操作量子硬體的成本使得很難從純粹的經濟角度證明量子方法可以大規模運作。 「它們可以降低整體能源成本,但代價是更高的資本成本,包括生產 D-Wave(量子電腦)的能源成本,」Ezratti 說。

佩雷斯-德拉加多則更樂觀。 「我堅信,考慮到更快、更清潔的加密貨幣開採的經濟激勵,我們將來會看到更多這種技術,」他說。事實上,其他公司也在致力於量子工作證明項目,例如 BTQ Technologies 和 Quandela,它們正在建造利用光的量子計算機,這與 Advantage2 不同,Advantage2 是由微型超導電路建構的。

然而,Quip 團隊有更崇高的目標。 Dillion 表示,該網路可以成為一台全球分散式量子計算機,將用戶連接到許多不同的量子計算機,然後這些計算機可以競爭解決不同的問題,就像 Advantage2 目前與傳統計算機競爭一樣。他說,這將使這些現在稀有且昂貴的機器的使用變得民主化。為了實現這一目標,團隊正在努力增加另一個工作量證明挑戰,並連接由 D-Wave 以外的公司製造的量子電腦。

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