با پیشرفت صنعت محاسبات کوانتومی، رقابت در زمینه سخت‌افزارهای استخراج بیت کوین می‌تواند به نقطه‌ای برسد که می‌توان آن را معادل با ورود به عصر اتمی دانست. در حالی که کامپیوترهای کوانتومی امروزی عمدتا آزمایشی هستند، اما پیشرفت‌های اخیر در فناوری چیپ‌های کوانتومی و قابلیت‌های ترکیبی با هوش مصنوعی، این حوزه را سریع‌تر از پیش‌بینی بسیاری از دانشمندان جلو برده است.
یکی از نگرانی‌های اصلی در صنعت ارزهای دیجیتال، توسعه راه‌حل‌های رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم است. ترس از اینکه کامپیوترهای کوانتومی بتوانند رمزنگاری‌های استاندارد را بشکنند، باعث پیدایش پروتکل‌ها و استانداردهای رمزنگاری جدیدی شده است. اما این تنها تهدیدی نیست که کامپیوترهای کوانتومی برای صنعت بلاکچین به همراه دارند.
استخراج بیت کوین
ممکن است هنوز چندین دهه با ساخت یک کامپیوتر کوانتومی عمومی که بتواند در اکثر وظایف از ابرکامپیوترها پیشی بگیرد، فاصله داشته باشیم، اما هم‌اکنون دستگاه‌هایی وجود دارند که می‌توانند در اجرای الگوریتم‌های خاصی که برای حل وظایف ویژه‌ای طراحی شده‌اند، بهتر عمل کنند.
یکی از الگوریتم‌هایی که سیستم‌های کوانتومی برای اجرای آن بهینه شده‌اند، الگوریتم گروور (Grover) نام دارد که از نظر تئوری می‌تواند مستقیما در استخراج رمزارزها به کار گرفته شود.
استخراج بیت کوین بر اساس مفهومی به نام اثبات کار است که به نوعی شامل حل پازل‌های رمزنگاری شده می‌شود. با پیشرفت کامپیوترها و الگوریتم‌های استخراج در حل این پازل‌ها، سختی حل‌کردن آن‌ها افزایش می‌یابد. این فرایند به حفظ بلاکچین و به نوعی به تمرکززدایی آن کمک می‌کند. اگر کامپیوتری ساخته شود که بتواند این مسائل را سریع‌تر حل کند، سطح سختی حل همه مسائل افزایش می‌یابد.
از نظر تئوری، حد بالای این سختی رمزنگاری که در اصطلاح به آن «هدف» (target) می‌گویند، در حدود ۲ به توان ۲۵۶ خواهد بود. قوانین فیزیک، طبق درک دانشمندان از آن، مانع از این می‌شود که حتی یک کامپیوتر کوانتومی جهانی، بتواند محاسبات لازم برای شکستن این سختی رمزنگاری با ۷۸ رقم را به طور قابل‌قبولی انجام دهد.
ساتوشی و علم
ساتوشی ناکاموتو و دیگران که در توسعه بیت‌کوین نقش داشتند، آینده‌ای را پیش‌بینی می‌کردند که در آن کامپیوترها به طور فزاینده‌ای قدرتمند می‌شوند. آن‌ها فهمیدند که این امر ممکن است طبیعت غیرمتمرکز بیت کوین را تهدید کند و در نتیجه برخی محافظت‌ها را پیاده‌سازی کردند.
بلاک اولیه بیت کوین (بلاک جنسیس) با استفاده از یک CPU معمولی در سال ۲۰۰۹ استخراج شد، چیزی شبیه به یک پنتیوم ۴. بلاک بعدی (بلاک ۱) شش روز بعد استخراج شد. اما از آن زمان به بعد، هدف زمانی برای استخراج هر بلاک بعدی، ۱۰ دقیقه تعیین شده است.
ماینرها از CPUها به GPUها و سپس به FPGAها روی آوردند و در نهایت تا سه‌ماهه سوم سال ۲۰۲۴ به استفاده از ASICها رسیدند. در حالی که CPUها به نوعی پردازنده‌های عمومی هستند و GPUها در حل معماهای رمزنگاری مرتبط با استخراج بیت‌کوین تخصص بیشتری دارند، ASICها به طور ویژه برای حل رمزنگاری SHA-256 طراحی شده‌اند.
با وجود پیشرفت‌های سخت‌افزاری، شبکه همچنان تلاش می‌کند تا اطمینان حاصل کند که استخراج هر بلاک ۱۰ دقیقه طول می‌کشد.
استخراج کوانتومی
مرز بعدی در دانش و صنعت استخراج ممکن است دستگاه‌های ترکیبی کوانتومی/کلاسیک باشد. با بهره‌گیری از الگوریتم گروور که قبلا ذکر شد، ماینرها با استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی با تحمل خطای کافی می‌توانند به طور تئوری بهره‌وری استخراج را به صورت تصاعدی نسبت به تکنیک‌های فعلی افزایش دهند.
این امر زمان لازم برای استخراج یک بلاک را تغییر نخواهد داد اما می‌تواند سختی را به اندازه‌ای بالا ببرد که سخت‌افزارهای غیر کوانتومی قادر به رقابت نباشند. همان‌طور که در سال ۲۰۲۴ استخراج بیت کوین با استفاده از یک کامپیوتر شخصی، منطقی (یا سودآور) نیست، ماینرهای مبتنی بر فناوری کوانتوم ممکن است ASICها را منسوخ کنند.
البته قبل از اینکه این اتفاق بیفتد، چالش‌های بسیاری باید حل شوند. مهم‌ترین آن‌ها این است که کامپیوترهای کوانتومی هنوز به اندازه کافی پیشرفته نیستند. اما همان‌طور که گفته شد، ماینرها نیازی به استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی جهانی کامل ندارند.
یک ریگ استخراج مبتنی بر تجهیزات کلاسیک می‌تواند با یک چیپ کوانتومی اختصاصی برای انجام عملکردهای الگوریتمی سطح بالا، تعامل داشته باشد و بدین ترتیب از مزایای مکانیک کوانتومی و قابلیت اجرایی کامپیوترهای باینری بهره‌مند شود.
همچنین راه‌حل‌های مبتنی بر رایانش ابری کوانتومی وجود دارند که می‌توانند هزینه توسعه یک کامپیوتر کوانتومی را از طریق خدمات «کوانتوم به‌عنوان سرویس» (quantum-as-a-service) که مخصوص اجرای الگوریتم گروور هستند، کاهش دهند.
