Биткоин на пороге квантового переворота

В сфере добычи биткоинов может начаться новый этап, сравнимый с «атомной эпохой», по мере развития квантовых вычислений. Несмотря на то, что современные квантовые компьютеры находятся на экспериментальной стадии, последние достижения в технологии квантовых чипов и гибридные функции искусственного интеллекта привели к быстрому прогрессу, превосходящему ожидания многих ученых.

Один из главных вызовов в отрасли — создание квантово-устойчивых криптографических решений. Опасения, что квантовые компьютеры смогут взломать стандартные шифры, привели к разработке новых протоколов и стандартов шифрования. Однако это не единственная угроза, которую квантовые технологии могут представить для блокчейн-индустрии.

Хотя до создания универсального квантового компьютера, способного превзойти суперкомпьютеры в большинстве задач, может пройти еще несколько десятилетий, уже существуют машины, способные демонстрировать квантовое превосходство в выполнении специализированных алгоритмов. Один из таких алгоритмов — алгоритм Гровера, который теоретически может быть использован для майнинга блокчейнов.

Майнинг биткоинов основан на концепции доказательства работы, которая требует решения криптографических задач. По мере того как компьютеры и алгоритмы майнинга становятся эффективнее, сложность этих задач увеличивается, поддерживая стабильность блокчейна и его децентрализацию. Если создать компьютер, способный решать все задачи слишком быстро, их сложность будет продолжать расти.

Теоретически, верхний предел сложности этих криптографических задач, называемый «целью» в терминах майнинга, находится на уровне 2 в степени 256. Законы физики, как они известны ученым, не позволяют даже универсальному квантовому компьютеру провести необходимые вычисления для решения этой проблемы.

Создатели биткоина, в том числе Сатоши Накамото, предвидели будущее, в котором компьютеры будут становиться мощнее, что может угрожать децентрализации биткоина. В ответ на это были введены определенные защитные механизмы.

В 2008 году первый блок биткоина был добыт с использованием обычного процессора, эквивалентного Pentium 4. Следующий блок был добыт через шесть дней, после чего было установлено правило, что каждый последующий блок должен добываться примерно за 10 минут. Со временем майнеры перешли от процессоров (CPU) к графическим процессорам (GPU), а затем и к специальным интегральным схемам (ASIC), разработанным для решения задач, связанных с шифрованием SHA-256.

Несмотря на все эти аппаратные усовершенствования, сеть по-прежнему стремится поддерживать время добычи каждого блока на уровне 10 минут.

Следующим рубежом в индустрии майнинга могут стать квантово-классические гибридные установки. Используя алгоритм Гровера, майнеры с достаточно надежным квантовым компьютером могли бы значительно повысить эффективность майнинга. Это не изменило бы время добычи блока, но могло бы сделать обычное оборудование для майнинга бесполезным, как и нынешние ASIC.

Однако на пути к этому есть множество препятствий. В первую очередь, квантовые компьютеры пока не достигли нужного уровня зрелости. Но для майнинга не требуется полностью универсальный квантовый компьютер. Достаточно будет использования гибридной установки, где классическое оборудование взаимодействует с квантовым чипом, выполняющим высокоуровневые алгоритмические функции.

Также существуют облачные квантовые решения, которые могут снять необходимость в разработке собственного квантового компьютера, предлагая услуги квантовых вычислений по модели «квант как услуга», оптимизированные для выполнения алгоритма Гровера.

Таким образом, квантовые технологии могут радикально изменить индустрию майнинга биткоинов, но на пути к этому остаются значительные технические и научные вызовы.