論文の概要: Blockchain with proof of quantum work
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.14462v1
- Date: Tue, 18 Mar 2025 17:37:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-19 14:16:50.418306
- Title: Blockchain with proof of quantum work
- Title（参考訳）: 量子ワークの証明によるブロックチェーン
- Authors: Mohammad H. Amin, Jack Raymond, Daniel Kinn, Firas Hamze, Kelsey Hamer, Joel Pasvolsky, William Bernoudy, Andrew D. King, Samuel Kortas,
- Abstract要約: 我々は、マイニングが量子コンピュータを必要とするブロックチェーンアーキテクチャを提案する。
量子力学の確率論的性質を取り入れるために、ブロックチェーンフレームワークを洗練しました。
この研究は、既存の技術を用いた他の短期量子コンピューティングアプリケーションの可能性を強調している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4643589635376552
- License:
- Abstract: We propose a blockchain architecture in which mining requires a quantum computer. The consensus mechanism is based on proof of quantum work, a quantum-enhanced alternative to traditional proof of work that leverages quantum supremacy to make mining intractable for classical computers. We have refined the blockchain framework to incorporate the probabilistic nature of quantum mechanics, ensuring stability against sampling errors and hardware inaccuracies. To validate our approach, we implemented a prototype blockchain on four D-Wave$^{\rm TM}$ quantum annealing processors geographically distributed within North America, demonstrating stable operation across hundreds of thousands of quantum hashing operations. Our experimental protocol follows the same approach used in the recent demonstration of quantum supremacy [1], ensuring that classical computers cannot efficiently perform the same computation task. By replacing classical machines with quantum systems for mining, it is possible to significantly reduce the energy consumption and environmental impact traditionally associated with blockchain mining. Beyond serving as a proof of concept for a meaningful application of quantum computing, this work highlights the potential for other near-term quantum computing applications using existing technology.
- Abstract（参考訳）: 我々は、マイニングが量子コンピュータを必要とするブロックチェーンアーキテクチャを提案する。
コンセンサスメカニズムは量子ワークの証明に基づくもので、量子超越性を活用して古典的なコンピュータでマイニングが困難になる従来の量子ワークの証明の代替となる。
ブロックチェーンフレームワークを改良して、量子力学の確率的性質を取り入れ、サンプリングエラーやハードウェア不正確性に対する安定性を確保しました。
D-Wave$^{\rm TM}$ quantum annealing processorを北米に地理的に分散した4つのD-Wave$^{\rm TMでプロトタイプブロックチェーンを実装し、数十万の量子ハッシュ操作に対して安定した動作を実証した。
我々の実験的プロトコルは、量子超越性[1]の最近の実証で使われているのと同じアプローチに従っており、古典的コンピュータが同じ計算タスクを効率的に実行できないことを保証している。
古典機械を量子システムでマイニングに置き換えることで、伝統的にブロックチェーンマイニングに関連するエネルギー消費と環境への影響を著しく低減することができる。
この研究は、量子コンピューティングの意義ある応用のための概念実証として機能するだけでなく、既存の技術を用いた他の短期量子コンピューティングアプリケーションの可能性を強調している。
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