Une équipe de chercheurs d'universités australiennes et américaines, travaillant en collaboration avec la société de technologie quantique BTQ, a récemment publié une recherche proposant un nouveau schéma de Proof-of-Work (PoW) pour le consensus de la blockchain qui s'appuie sur des techniques d'informatique quantique pour valider le consensus.

Notre nouvel article sur l'utilisation des problèmes d'échantillonnage quantique de l'ère NISQ dans les algorithmes de consensus Proof-of-Work pour la blockchain. En collaboration avec @BTQ_Tech.https://t.co/MKAB2czqSk - Peter Rohde (@drpeterrohde) 1 juin 2023

Baptisé "Proof-of-work consensus by quantum sampling" (consensus Proof-of-work par échantillonnage quantique), le document de recherche pré-imprimé détaille un système qui, selon les auteurs, « fournit une accélération spectaculaire et des économies d'énergie par rapport au calcul effectué par du matériel classique ».

Selon les chercheurs, les algorithmes actuels de résolution des puzzles de consensus Proof-of-Work sont lents et nécessitent une quantité importante de ressources de calcul pour être traités :

« Alors que les systèmes classiques de PoW tels que celui de Bitcoin sont notoirement inefficaces sur le plan énergétique, notre système de PoW basé sur l'échantillonnage de bosons offre une alternative bien plus efficace sur le plan énergétique lorsqu'il est mis en œuvre sur du matériel quantique. »

Selon l'article, l'avantage quantique fourni par ce schéma augmenterait également la difficulté de mining, ce qui permettrait de « maintenir un temps de mining de bloc cohérent » à mesure que le nombre de mineurs augmente, ce qui inciterait davantage les « mineurs quantiques » à continuer à participer.

Le processus d'échantillonnage auquel les chercheurs font référence, l'échantillonnage de bosons, n'est pas nouveau, mais son application à la technologie de la blockchain semble inédite. L'échantillonnage de bosons s'est révélé prometteur dans de nombreuses applications de l'informatique quantique. Toutefois, en tant que solution d'informatique quantique non universelle (elle doit être utilisée dans un système conçu pour une tâche spécifique), son potentiel a été limité à quelques domaines choisis, tels que la chimie.

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Toutefois, selon les chercheurs, il pourrait s'agir de la solution idéale pour assurer la pérennité des applications de la blockchain et, potentiellement, réduire l'impact environnemental du mining ayant lieu sur la blockchain Bitcoin et d'autres réseaux similaires.

Outre l'avantage quantique, le matériel quantique a également une longueur d'avance sur les ordinateurs classiques en raison de la nature du fonctionnement du mining sur la blockchain.

L'un des avantages actuels des superordinateurs classiques par rapport à leurs nouveaux cousins quantiques est la capacité de « précalculer » lorsqu'ils traitent régulièrement la même catégorie de problèmes. Toutefois, en ce qui concerne la blockchain, ce calcul préalable est essentiellement gaspillé.

Le mining est, comme le disent les chercheurs, un problème « sans progrès ». Quel que soit le nombre de fois qu'un puzzle de blockchain est résolu pour fournir un Proof-of-Work, l'ordinateur et les algorithmes qui traitent les défis ne s'améliorent jamais dans la résolution du problème.

Cela signifie que les ordinateurs quantiques, bien qu'ils soient notoirement difficiles à développer et coûteux à construire et à entretenir, seraient, en fin de compte, capables de valider le consensus plus efficacement que les systèmes classiques de pointe.