論文の概要: ORCHID: Orchestrated Reduction Consensus for Hash-based Integrity in Distributed Ledgers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.12211v1
• Date: Tue, 12 May 2026 14:47:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-13 21:48:56.938077
• Title: ORCHID: Orchestrated Reduction Consensus for Hash-based Integrity in Distributed Ledgers
• Title（参考訳）: ORCHID:分散レジャーにおけるハッシュベース統合のためのオーケストレーションリダクションコンセンサス
• Authors: Abraham Itzhak Weinberg,
• Abstract要約: バイオインスパイアされた新しいコンセンサスプロトコルである textbfORCHID (textitOrchestrated Reduction Consensus for Hash-based Integrity in Distributed Ledgers) を提案する。 これは、神経科学的なエンフィング問題を分散システムのエンフェンセンサス問題にマッピングし、ブロックチェーンノードがビザンツ断層の下で単一の台帳状態にどのように同意するかを図示する。 その結果、ORCHIDは、量子後分散台帳のためのスケーラブルで生物学的に妥当で量子増強されたコンセンサスメカニズムとして確立された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2538209532048867
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present \textbf{ORCHID} (\textit{Orchestrated Reduction Consensus for Hash-based Integrity in Distributed Ledgers}), a novel bio-inspired consensus protocol that maps the neuroscientific \emph{binding problem} -- how the brain integrates distributed neural oscillations into a unified conscious percept -- onto the distributed systems \emph{consensus problem}, how blockchain nodes agree on a single ledger state under Byzantine faults. Grounded in the Penrose--Hameroff Orchestrated Objective Reduction (Orch~OR) hypothesis and the Kuramoto synchronisation model, ORCHID equips each node with a quantum-noisy phase oscillator; consensus is triggered when the network's order parameter $r(t)$ crosses a \emph{binding threshold} $θ_b$, mirroring the gamma-band binding event in conscious perception. ORCHID is further strengthened by a coherence-weighted Quantum Secret Sharing (QSS) layer, extending the survey framework of Weinberg to a concrete consensus application. Simulation results on Watts--Strogatz small-world networks ($n=10$--$150$) demonstrate: (i)~the Kuramoto order parameter reaches $r_{\max}=0.988$ under coupling $K=3.0$, well above the theoretical critical coupling $K_c \approx 1.41$; (ii)~a sharp QSS fidelity phase transition at coherence $c^*\approx 0.82$, confirming Theorem~2; (iii)100\% consensus rate at all tested Byzantine fractions (0\%--40\%), with median convergence under 4~s for $n=30$; and (iv)~ORCHID achieves $O(n{\cdot}k)$ message complexity, outperforming PBFT's $O(n^2)$ at $n\geq150$. These results establish ORCHID as a scalable, biologically plausible, and quantum-augmented consensus mechanism for post-quantum distributed ledgers.
• Abstract（参考訳）: 我々は,脳が分散神経振動を統一された意識的知覚にどのように統合するか,そしてブロックチェーンノードがビザンチン断層の下で1つの台帳状態にどのように同意するか,という,新しいバイオインスパイアされたコンセンサスプロトコルである‘textbf{ORCHID}(\textit{Orchestrated Reduction Consensus for Hash-based Integrity in Distributed Ledgers})を,分散システムの‘emph{consensus problem’に提示する。 Penrose--Hameroff Orchestrated Objective Reduction (Orch~OR)仮説と鞍本同期モデルに基づいて、ORCHIDは各ノードに量子ノイズ位相発振器を装備し、ネットワークの順序パラメータ $r(t)$ が \emph{binding threshold} $θ_b$ と交差するとコンセンサスを発生させ、ガンマバンド結合イベントを意識的に反映させる。 ORCHIDはコヒーレンス重み付き量子秘密共有(QSS)層によってさらに強化されており、ワインバーグの調査フレームワークを具体的なコンセンサスアプリケーションに拡張している。 Watts--Strogatz小世界ネットワークのシミュレーション結果(n=10$--150$) (i)~倉本次数パラメータは、結合$K=3.0$の下で$r_{\max}=0.988$に達し、理論的臨界結合$K_c \approx 1.41$よりはるかに高い。 (ii)~コヒーレンス$c^*\approx 0.82$でのシャープQSS忠実度相転移、Theorem~2 (iii)100\%のコンセンサス率 (0\%--40\%) で、中央収束は4~s以下で$n=30$。 (iv)~ORCHIDは$O(n{\cdot}k)$メッセージ複雑性を達成し、PBFTの$O(n^2)$を$n\geq150$で上回る。 これらの結果から、ORCHIDは、量子後分散台帳のスケーラブルで生物学的に妥当で、量子増強されたコンセンサス機構として確立された。

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