科学者たちは、ブロックチェーンのための量子証明プルーフ・オブ・ワークコンセンサスを提案しています

オーストラリアとアメリカの大学の研究者チームは、量子技術企業BTQと協力して、ブロックチェーンのコンセンサスを検証するために量子コンピューティング技術を利用する新しいプルーフオブワーク(PoW)スキームを提案する研究を最近発表しました。

「NISQ時代の量子サンプリング問題をPoWブロックチェーンコンセンサスアルゴリズムに使用する」という新しい論文を公開しました。@BTQ_Tech との協力によるものです。 https://t.co/MKAB2czqSk

— Peter Rohde (@drpeterrohde) June 1, 2023

この「量子サンプリングによるプルーフオブワークコンセンサス」と呼ばれるプレプリント研究論文は、筆者らが「古典的なハードウェアによる計算に比べて、劇的なスピードアップとエネルギー削減を提供する」と主張するシステムを詳述しています。

研究者によると、現在のPoWコンセンサスパズルを解くアルゴリズムは遅く、処理するために大量の計算リソースが必要であると述べています。

「ビットコインのような古典的なPoWスキームがエネルギー効率が悪いと知られていますが、ボゾン・サンプリングベースのPoWスキームは、量子ハードウェア上で実装された場合、はるかにエネルギー効率の高い代替案を提供します。」

論文によると、このスキームが提供する量子アドバンテージはマイニングの難易度を上げ、マイナーの数が増えるにつれて「一定のブロックマイニング時間を維持する」ことが可能になり、さらに「量子マイナー」の継続的な参加を促進することができるとのことです。

研究者が言及するサンプリングプロセス、ボゾンサンプリングは新しいものではありませんが、ブロックチェーン技術に適用されることは画期的です。ボゾンサンプリングは、数多くの量子コンピューティングアプリケーションで有望な結果を示しています。ただし、非ユニバーサルな量子コンピューティングソリューションであるため(特定のタスク用に構築されたシステムで使用する必要があるため)、その潜在的な可能性は化学などの限られた分野に限定されていました。

関連記事:量子コンピューターは金融業界にどのような影響を与えるのか?

しかし、研究者によれば、これは将来のブロックチェーンアプリケーションを将来に向けて保護するための完璧な解決策であり、ビットコインブロックチェーンや類似のチェーンにおけるマイニングの環境影響を低減する可能性があるとのことです。

量子ハードウェアには、ブロックチェーンマイニングの仕組みの性質から古いスクールのコンピューターに対する優位性もあります。

古典的なスーパーコンピューターに対する新しい量子コンピューターの現在の優位性の1つは、同じ種類の問題を定期的に処理する場合に「事前計算」できる能力です。しかし、ブロックチェーンに関しては、そのような事前計算は本質的に無駄になります。

研究者たちは、「進展がない」と表現するマイニングは問題であると述べています。ブロックチェーンパズルを解いてプルーフオブワークを提供するたびに、コンピューターとアルゴリズムがその問題を解決する能力が向上することはありません。

これは、開発が困難であり、構築および保守に高コストがかかるという課題があるにもかかわらず、量子コンピューターが最新の古典的システムよりも効率的にコンセンサスを検証できることを意味します。