Microsoft と Atom Computing、ブロックチェーン マイニングを変革する可能性のある量子コンピューティングの画期的な進歩を達成

両社の科学者とエンジニアは、わずか 80 個の物理量子ビットから生成される 24 個のもつれた論理量子ビットで構成される量子コンピューティング システムを開発しました。

Microsoft and a California-based technology firm called Atom Computing recently announced a breakthrough in quantum computing that could lead to a proof-of-work transformation in the world of blockchain mining.

マイクロソフトとカリフォルニアに拠点を置くテクノロジー企業アトム コンピューティングは最近、ブロックチェーン マイニングの世界におけるプルーフ オブ ワークの変革につながる可能性のある量子コンピューティングの画期的な成果を発表しました。

Scientists and engineers from the two companies developed a quantum computing system consisting of 24 entangled logical qubits produced by only 80 physical qubits — setting a new record for the highest number of entangled logical qubits achieved using error correction techniques.

両社の科学者とエンジニアは、わずか 80 個の物理量子ビットから生成される 24 個のもつれ論理量子ビットで構成される量子コンピューティング システムを開発しました。これは、誤り訂正技術を使用して達成されるもつれ論理量子ビットの最大数の新記録を樹立しました。

The significance of this scientific breakthrough lies in the teams’ achieved efficiency. Previous estimations have indicated that it could take thousands of physical qubits working in tandem to produce a single logical qubit.

この科学的進歩の重要性は、チームが達成した効率にあります。以前の推定では、単一の論理量子ビットを生成するには、数千の物理量子ビットが連携して動作する必要があることが示されています。

By entangling 24 logical qubits built with a mere 80 qubits total, the frame of reference for both how large these systems can feasibly be scaled, and how soon companies like Microsoft and Atom Computing will be able to scale them, has shifted significantly.

合計わずか 80 量子ビットで構築された 24 個の論理量子ビットをエンタングルすることにより、これらのシステムをどれだけ大きく拡張できるか、また Microsoft や Atom Computing などの企業がどれくらい早くそれらのシステムを拡張できるようになるかという基準の枠組みが大きく変わりました。

Proof-of-Work

作業証明

Analysts have long warned that quantum computers could one day be capable of providing an advantage or quantum speedup when it comes to breaking certain classical data security measures.

アナリストらは、量子コンピューターがいつか、特定の古典的なデータセキュリティ対策を破る際に利点や量子速度の向上をもたらす可能性があると長年警告してきた。

One such measure, SHA-256 encryption, serves as the puzzle that miners on certain blockchain networks, such as the Bitcoin blockchain, must solve in order to demonstrate proof-of-work (PoW).

そのような手段の 1 つである SHA-256 暗号化は、ビットコイン ブロックチェーンなどの特定のブロックチェーン ネットワークのマイナーがプルーフ オブ ワーク (PoW) を実証するために解決しなければならないパズルとして機能します。

State-of-the-art blockchain miners, such as the models used by the world’s largest Bitcoin mining facilities, compete to find a hash for a block's header. To solve the puzzle, they essentially have to guess the hash that meets a target defined by the network’s difficulty.

世界最大のビットコイン マイニング施設で使用されているモデルなど、最先端のブロックチェーン マイナーが、ブロックのヘッダーのハッシュを見つけるために競い合います。パズルを解くには、基本的に、ネットワークの難易度によって定義されたターゲットを満たすハッシュを推測する必要があります。

Complicating matters, this difficulty adjusts every 2,016 blocks to ensure that new blocks are added to the blockchain roughly every 10 minutes. The result is that it’s become increasingly difficult for classical miners to solve the puzzle.

問題を複雑にしているのは、この難易度が 2,016 ブロックごとに調整され、新しいブロックがおよそ 10 分ごとにブロックチェーンに追加されるようにすることです。その結果、従来のマイナーにとってパズルを解くことがますます困難になってきています。

Grover’s Algorithm

グローバーのアルゴリズム

A theoretical data-mining technique called “Grover’s Algorithm” could be the final nail in classical blockchain mining’s coffin.

「グローバーのアルゴリズム」と呼ばれる理論的なデータマイニング技術は、古典的なブロックチェーンマイニングの棺に最後の釘を刺す可能性があります。

Grover’s Algorithm, which offers quadratic speedup over classical brute-force searches, has been proven in small-scale experiments. However, its application to large-scale problems, such as cracking SHA-256, remains theoretical because the quantum hardware needed to run it at scale hasn't been developed yet.

グローバーのアルゴリズムは、従来の総当たり検索よりも 2 次の高速化を実現し、小規模な実験で証明されています。ただし、SHA-256 を大規模に実行するために必要な量子ハードウェアがまだ開発されていないため、SHA-256 のクラッキングなどの大規模な問題への応用は理論上の段階にとどまっています。

Specifically, as it relates to SHA-256, Grover’s Algorithm would need a quantum computer with hundreds or thousands of error-corrected, logical qubits to function well enough to crack classical encryption algorithms.

特に、SHA-256 に関連するグローバーのアルゴリズムでは、古典的な暗号化アルゴリズムを解読するのに十分な機能を発揮するには、数百または数千の誤り訂正された論理量子ビットを備えた量子コンピューターが必要になります。

Quantum Speedup

量子の高速化

While a cursory mathematical extrapolation shows that Grover’s algorithm could reduce the complexity of SHA-256 to approximately half the classical effort, the counterintuitive advantage provided by quantum mechanics — in the form of superposition and interference — adds even greater potential for speedup. Eventually, a cost-benefit analysis could favor investment in quantum systems over classical mining rigs.

ざっと数学的に外挿すると、Grover のアルゴリズムは SHA-256 の複雑さを従来の労力の約半分に軽減できることが示されていますが、重ね合わせと干渉の形で量子力学によってもたらされる直感に反する利点により、高速化の可能性がさらに高まります。最終的には、費用対効果の分析により、従来の採掘装置よりも量子システムへの投資が有利になる可能性があります。

Based on the aforementioned mathematical extrapolation, at around 3,000 logical qubits, quantum mining rigs built on architectures such as the system recently debuted by Microsoft and Atom computing could feasibly overpower the classical mining pool to win blocks at scale.

前述の数学的外挿に基づくと、約 3,000 論理量子ビットで、Microsoft や Atom コンピューティングによって最近デビューしたシステムなどのアーキテクチャ上に構築された量子マイニング リグは、従来のマイニング プールを圧倒して大規模なブロックを獲得できる可能性があります。

Despite the recent advances, it remains unclear when such rigs will be feasible. Analysts have generally indicated a timeframe between 10 and 50 years for error-corrected quantum computing beyond its current limitations. But these predictions are far from scientific, and there’s no current consensus among physicists as to when the next milestones will be reached.

最近の進歩にもかかわらず、そのようなリグがいつ実現可能になるかは依然として不明である。アナリストは一般に、誤り訂正量子コンピューティングが現在の限界を超えるまでの期間は 10 年から 50 年であると指摘しています。しかし、これらの予測は科学的とは程遠いものであり、次のマイルストーンにいつ到達するかについては、物理学者の間で現在のところコンセンサスが取れていない。

However, the recently published research from Microsoft and Atom Computing could serve to move the needle significantly toward the present.

しかし、Microsoft と Atom Computing が最近発表した調査結果は、現在に向けて大きく針を動かすのに役立つ可能性があります。

Per Atom Computing’s website, for example, the two firms intend to bring a 1,000-qubit quantum computer to market in 2025.

たとえば、アトム コンピューティングのウェブサイトによると、両社は 1,000 量子ビットの量子コンピューターを 2025 年に市場に投入する予定です。