Một cặp nhà khoa học thuộc Trường Điện toán của Đại học Kent ở Vương quốc Anh gần đây đã tiến hành một nghiên cứu so sánh tỷ lệ tiêu thụ năng lượng cho các thợ mỏ dựa trên ASIC hiện tại với các giải pháp dựa trên lượng tử được đề xuất.
Theo bài báo nghiên cứu tiền in của nhóm nghiên cứu, các hệ thống sử dụng tính toán lượng tử đã chứng minh vượt trội hơn các giàn khai thác tiêu chuẩn về hiệu quả năng lượng:
“Chúng tôi cho thấy rằng việc chuyển đổi sang khai thác dựa trên lượng tử có thể tiết kiệm năng lượng – theo ước tính tương đối bảo thủ – khoảng 126,7 TWH, hoặc đặt khác nhau tổng tiêu thụ năng lượng của Thụy Điển vào
năm 2020.”
Chỉ riêng các hoạt động khai thác Bitcoin đã tiêu thụ hơn 150 terawatt giờ hàng năm (tính đến tháng 5 năm 2022), theo bài báo, đưa vào quan điểm tác động tiềm ẩn của các hệ thống dựa trên lượng tử được đề xuất có thể có.
Kết luận của cặp này dựa trên các thí nghiệm so sánh ba hệ thống khai thác lượng tử khác nhau với một thợ mỏ Antminer S19 XP ASIC.
Các thiết bị khai thác lượng tử được phân chia giữa một hệ thống có một lớp duy nhất của khả năng chịu lỗi, một lớp khác với hai lớp khả năng chịu lỗi và một không có bất kỳ tính năng sửa lỗi chuyên dụng.
Như các nhà nghiên cứu chỉ ra, khai thác blockchain là một trong số ít các lĩnh vực của điện toán lượng tử mà sửa lỗi không phải là một vấn đề lớn như vậy. Trong hầu hết các hàm lượng tử, các lỗi tạo ra nhiễu chức năng giới hạn khả năng của một hệ thống tính toán để tạo ra các phép tính chính xác
.
Tuy nhiên, trong khai thác blockchain, tỷ lệ thành công với các hệ thống cổ điển hiện đại vẫn còn tương đối thấp. Theo bài báo nghiên cứu, “Một thợ mỏ Bitcoin cổ điển có lợi nhuận chỉ với tỷ lệ thành công khoảng 0.000070%
.”
Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý rằng, không giống như các hệ thống cổ điển, các hệ thống dựa trên lượng tử thực sự có thể được tinh chỉnh theo thời gian để tăng độ chính xác và hiệu quả.
Related: Làm thế nào để tính toán lượng tử tác động đến ngành tài chính?
Mặc dù công nghệ điện toán lượng tử vẫn được coi là trong giai đoạn trứng nước của nó, vấn đề rất cụ thể của khai thác blockchain không đòi hỏi một giải pháp điện toán lượng tử đầy đủ dịch vụ. Như các nhà nghiên cứu đã đặt nó, “một thợ mỏ lượng tử không phải là, và không cần phải là, một máy tính lượng tử có khả năng mở rộng, phổ quát. Một thợ mỏ lượng tử chỉ cần thực hiện một nhiệm vụ duy nhất.
”
Cuối cùng, các nhà nghiên cứu kết luận rằng cần có thể xây dựng các thợ mỏ bằng cách sử dụng các công nghệ lượng tử hiện có chứng minh lợi thế lượng tử so với các máy tính cổ điển.
Mặc dù tiết kiệm năng lượng tiềm năng, nó mang đề cập đến rằng các nhà nghiên cứu tập trung vào một loại hệ thống tính toán lượng tử được gọi là một hệ thống “lượng tử quy mô trung gian ồn ào” (NISQ).
Theo giấy in trước, các thợ mỏ lượng tử nên chứng minh tiết kiệm năng lượng “khổng lồ” ở kích thước khoảng 512 bit lượng tử, hay “qubits” — một thuật ngữ hơi tương tự như các bit tính toán cổ điển.
Tuy nhiên, thông thường, các hệ thống NISQ chỉ hoạt động với khoảng 50-100 qubit, mặc dù dường như không có một tiêu chuẩn công nghiệp.
Mặc dù tiết kiệm năng lượng có thể là khả thi, chi phí xây dựng và duy trì một hệ thống điện toán lượng tử trong phạm vi 512 qubit, theo truyền thống, là cấm đối với hầu hết các tổ chức.
Chỉ có D-Wave và IBM cung cấp các hệ thống hướng đến khách hàng trong cùng một phạm vi (D2 của D-Wave là một bộ xử lý 512 qubit, và Osprey của IBM nặng ở mức 433), nhưng kiến trúc của họ khác nhau rất nhiều đến nỗi so sánh giữa số lượng qubit của chúng tỏ ra vô nghĩa.
