Công cụ khai thác lượng tử sẽ mang lại khoản tiết kiệm năng lượng ‘khủng’ cho blockchain: Nghiên cứu

Các nhà nghiên cứu của Đại học Kent đã so sánh ba hệ thống lượng tử với một công cụ khai thác ASIC và các máy lượng tử này rõ ràng là tiết kiệm năng lượng hơn.

Một cặp nhà khoa học từ Trường Điện toán của Đại học Kent ở Vương quốc Anh gần đây đã tiến hành một nghiên cứu so sánh mức tiêu thụ năng lượng của các công cụ khai thác dựa trên ASIC hiện tại với các giải pháp dựa trên lượng tử được đề xuất.

Theo tài liệu nghiên cứu in sẵn của nhóm, các hệ thống sử dụng điện toán lượng tử vượt trội so với 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 giúp tiết kiệm năng lượng — theo các ước tính tương đối thận trọng — vào khoảng 126,7 TWH, hay nói cách khác là tổng mức tiêu thụ năng lượng của Thụy Điển vào năm 2020.”

Chỉ riêng hoạt động khai thác bitcoin đã tiêu thụ hơn 150 terawatt giờ hàng năm (tính đến tháng 5 năm 2022), theo bài báo, đưa ra viễn cảnh về tác động tiềm ẩn mà các hệ thống dựa trên lượng tử được đề xuất có thể gây ra.

Kết luận của cặp đôi dựa trên các thí nghiệm so sánh ba hệ thống khai thác lượng tử khác nhau với một công cụ khai thác Antminer S19 XP ASIC.

Các thiết bị khai thác lượng tử được phân chia giữa một hệ thống có một lớp khả năng chịu lỗi, một hệ thống khác có hai lớp khả năng chịu lỗi và một hệ thống không có bất kỳ tính năng sửa lỗi chuyên dụng nào.

Như các nhà nghiên cứu đã chỉ ra, khai thác chuỗi khối là một trong số ít lĩnh vực điện toán lượng tử mà việc sửa lỗi không phải là vấn đề lớn. Trong hầu hết các hàm lượng tử, các lỗi tạo ra tiếng ồn làm hạn chế khả năng của hệ thống máy tính trong việc 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 công cụ khai thác Bitcoin cổ điển chỉ có lãi 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.

Mặc dù công nghệ điện toán lượng tử vẫn được coi là ở giai đoạn sơ khai, nhưng vấn đề khai thác chuỗi khối rất cụ thể không yêu cầu giải pháp điện toán lượng tử đầy đủ dịch vụ. Như các nhà nghiên cứu đã nói, “máy khai thác lượng tử không phải và không nhất thiết phải là máy tính lượng tử vạn năng, có thể mở rộng. Một công cụ khai thác lượng tử chỉ cần thực hiện một nhiệm vụ duy nhất.”

Cuối cùng, các nhà nghiên cứu kết luận rằng có thể xây dựng các công cụ khai thác bằng cách sử dụng các công nghệ lượng tử hiện có thể hiện lợi thế lượng tử so với máy tính cổ điển.

Mặc dù có khả năng tiết kiệm năng lượng, nhưng cần lưu ý rằng các nhà nghiên cứu tập trung vào một loại hệ thống điện toán lượng tử được gọi là hệ thống “lượng tử quy mô trung gian ồn ào” (NISQ).

Theo bài báo in sẵn, các công cụ khai thác lượng tử sẽ chứng minh khả năng tiết kiệm năng lượng “khủng” ở kích thước khoảng 512 bit lượng tử, hay “qubit” – một thuật ngữ hơi giống với các bit máy tính cổ điển.

Tuy nhiên, thông thường, các hệ thống NISQ chỉ hoạt động với khoảng 50-100 qubit, mặc dù có vẻ như không phải là một tiêu chuẩn công nghiệp.

Mặc dù việc tiết kiệm năng lượng có thể khả thi, nhưng theo truyền thống, chi phí xây dựng và duy trì một hệ thống máy tính lượng tử trong phạm vi 512 qubit là quá cao đối với hầu hết các tổ chức.

Chỉ D-Wave và IBM cung cấp các hệ thống hướng tới khách hàng trong cùng một phạm vi (D2 của D-Wave là bộ xử lý 512 qubit và Osprey của IBM nặng 433), nhưng kiến ​​trúc của chúng khác nhau rất nhiều nên việc so sánh giữa số lượng qubit của chúng có vẻ giống nhau vô nghĩa.