Wannan takarda tana ba da shawara na sake tunani na asali game da tushen sirri na fasahar blockchain. A al'ada ana kallon su a matsayin barazana, ana sake sanya dandamalin lissafin quantum a matsayin mai ba da damar sabon tsarin tabbatar da aiki (PoW) wanda ya fi inganci da rarrabuwar mulki. Mawallafa, Kalinin da Berloff, suna ba da hujjar canzawa daga tsare-tsaren PoW na dijital, masu cike da lissafi, zuwa hujjojin da na'urorin analog na Hamiltonian suka samar—tsarin zahiri waɗanda ke neman ƙananan matakan makamashi a zahiri. Wannan hanya tana neman magance matsalolin biyu na blockchain: wuce gona da iri na ikon haƙo ma'adinai da jinkirin tabbatar da ma'amala.
PoW mai cike da makamashi, mai tsakiya wanda ke iyakance girman blockchain da amfani.
Amfani da ingantaccen tsarin zahiri (quantum/analog) don saurin yarjejeniya da ƙarin rarrabuwar mulki.
Saɓanin ma'amala, rage yawan makamashi da ake amfani, ƙarfafa tsaron cibiyar sadarwa.
Shawarar ta ta'allaka ne kan maye gurbin wasan sirri na hash a cikin PoW na al'ada (misali, SHA-256 na Bitcoin) da matsala ta ingantawa wadda na'ura ta musamman ta zahiri za ta warware.
A cikin blockchains na yanzu, masu haƙo ma'adinai suna gasa don nemo nonce wanda, idan aka yi hash tare da bayanan toshe, ya samar da sakamako a ƙasa da wata manufa. Wannan lissafi ne na dijital mai ƙarfi, wanda za'a iya yin shi tare da juna. Takardar ta gano wannan a matsayin tushen tsakiyar tafkin haƙo ma'adinai da babban jinkiri.
Waɗannan tsarin zahiri ne waɗanda ke bayyana yanayin su ta hanyar Hamiltonian ($H$) kuma waɗanda ke haɓaka don rage makamashin su. "Tabbacin" shine matakin ƙarshe na tsarin, ƙananan matakan makamashi, wanda yake da wahala a lissafta shi ta hanyar dijital amma na zahiri ne ga tsarin analog don gano shi. Aikin shine makamashin da na'urar zahiri ta kashe don isa wannan matsayi.
Cibiyar sadarwar blockchain za ta yarda da matsala mai wuyar ingantawa, wadda aka tsara a matsayin neman matakin ƙasa na Hamiltonian mai sarƙaƙiya. Masu haƙo ma'adinai za su yi amfani da ingantaccen kayan aikin analog optimizer (misali, mai rage zafin quantum na D-Wave ko na'urar kwaikwayo ta hoto) don nemo mafita. Farkon ingantacciyar mafita, ƙananan makamashi da aka gabatar, ya zama PoW don toshe na gaba.
Takardar ta ambaci tsarin D-Wave musamman. Matsalar PoW na blockchain za a sanya ta zuwa samfurin Ising Hamiltonian: $H_{\text{Ising}} = -\sum_{i Bayanin Jadawali (Ra'ayi): Jadawali da ke nuna lokacin mafita ga matsala ta haɗaɗɗen ingantawa akan axis-y, da kuma sarƙaƙiyar matsala akan axis-x. An nuna layi biyu: ɗaya don lissafin dijital na al'ada (lanƙwasa mai tsayi) da ɗaya don mai rage zafin quantum (lanƙwasa mara zurfi, yana tsayawa da wuri), yana kwatanta yuwuwar fa'idar sauri ga wasu nau'ikan matsaloli.
Wannan yana nufin sabbin tsarin analog na al'ada, kamar hanyoyin sadarwa na oscillators na parametric na gani ko ƙwayoyin polariton. Waɗannan tsarin za su iya warware samfuran Ising masu daidaituwa ta hanyar amfani da yanayin igiyoyin ruwa na al'ada da hulɗar da ba ta dace ba. Suna ba da madadin da zai iya yin fa'ida da yawa kuma mai aiki a yanayin daki fiye da masu rage zafin quantum.
Babban abu shine sanya bayanan ma'amala na toshe da zaɓaɓɓen nonce cikin sigogi ($J_{ij}$, $h_i$) na matsala ta ingantaccen Hamiltonian. Aikin tabbatarwa yana duba idan mafita da aka gabatar (misali, vector spin $\vec{\sigma}$) ya samar da makamashi $E = H(\vec{\sigma})$ a ƙasa da manufar wahalar cibiyar sadarwa na yanzu $E_{\text{manufa}}$. Dole ne aikin ya zama da sauri don tabbatarwa ta hanyar dijital amma yana da wahala a warware shi ba tare da kayan aikin analog ba.
Kalinin da Berloff ba kawai suna gyara blockchain ba; suna ƙoƙarin maye gurbin cikakken tsari na mafi yawan ɓarna. Fahimtarsu tana da zurfi: maimakon yin yaƙi da yanayin analog na kimiyyar lissafi tare da ƙofofin dijital, karɓi shi a matsayin tushen amana. Wannan yana jujjuya rubutun akan lissafin quantum daga barazanar wanzuwa zuwa abokin ginshiƙi. Yana da motsi mai kama da yadda CycleGAN ya sake tsara fassarar hoto ta hanyar amfani da daidaituwar zagaye—ƙa'idar ƙwaƙƙwara, ta musamman wacce ta sauƙaƙa matsala mai sarƙaƙiya.
Hujjar tana da kyau: 1) PoW na al'ada tseren makamai ne na dijital wanda ke kaiwa ga tsakiya. 2) Ainihin ƙima yana cikin yin "amfani" da aikin da za'a iya tabbatarwa amma ba a sauƙaƙa sake yin shi ba. 3) Tsarin zahiri na analog yana yin aikin "ingantawa" ta hanyar zama cikin ƙananan matakan makamashi. 4) Saboda haka, sanya wannan ingantaccen tsarin zahiri ya zama PoW. Hankali yana da inganci, amma gada daga ka'ida zuwa cibiyar sadarwa mai rai, mai adawa, biliyan daloli shine inda ainihin gibin ke bayyana.
Ƙarfi: Yuwuwar adana makamashi mai tsanani da sauran lokutan toshe ba za a iya musantawa ba. Hakanan yana haifar da shinge na zahiri ga fifikon ASIC, yana yuwuwar ƙaddamar da haƙo ma'adinai. Haɗin kai zuwa ainihin kimiyyar lissafi zai iya sa sarkar ta fi ƙarfi a kan hare-haren algorithm kawai.
Kurakurai Masu Muhimmanci: Wannan shine ƙarancin ka'idar. Tabbatarwa & Amincewa: Ta yaya za ku amince da sakamakon na'urar analog baƙar fata? Kuna buƙatar tabbatar da inuwar dijital wanda ke da sauƙi, wanda zai iya sake ƙirƙirar ainihin matsalar. Haɗarin Mulkin Kayan Aiki: Musanya gonakin ASIC don D-Wave ko kayan aikin hoto na musamman kawai yana canza tsakiya zuwa wani, mai yuwuwa mafi mahimmanci, sarkar samarwa. Matsalar Sanya Matsala: Jinkiri da sarƙaƙiyar sake tsara bayanan toshe cikin sabbin lamuran Hamiltonian na iya soke ribar sauri. Kamar yadda aka lura a cikin rahotanni daga Cibiyar Ƙididdiga ta Ƙasa (NIST) akan sirri bayan-quantum, sarƙaƙiyar canji sau da yawa shine mai kashe sabbin tsare-tsare.
Ga masu saka hannun jari da masu haɓakawa: Kula da dakunan gwaje-gwaje, ba kamfanoni masu farawa ba. Ainihin ci gaban zai zo daga ci gaban asali na amincin rage zafin quantum da haɓakar na'urorin Ising na analog masu dacewa da CMOS, yanayin daki (kamar waɗanda daga Stanford ko NTT Research). Wannan wasa ne na tsawon shekaru 5-10. Fara da sarƙoƙi masu zaman kansu da farko. Ƙungiyoyin blockchain don sarkar samarwa ko IoT (kamar ra'ayin ADEPT da aka ambata) su ne cikakken, yashi mara matuƙa don gwada yarjejeniyar tushen kayan aiki ba tare da daji na tattalin arzikin sirri na crypto ba. Mayar da hankali kan mai tabbatarwa. Tsarin da zai yi nasiha ba zai zama wanda ke da mafi saurin warwarewa ba, amma wanda ke da mafi kyawun hanya, mai sauƙi, da rage amincin hanyar tabbatar da hujjar analog. Wannan shine ƙalubalen software wanda zai yi nasara ko karya wannan ra'ayi.
Don tantance kowane sabon shawara na PoW (analog ko wani) da gaske, yi amfani da wannan tsarin:
Aiwatar da Wannan Takarda: Shawarar tana da maki mai kyau akan (1) da (3), mai yuwuwa mai kyau akan (4) idan kayan aiki sun bambanta, amma suna fuskantar manyan tambayoyi a kan (2) da babban ƙalubale akan (5).
Aiwatar nan take a bayyane take: cryptocurrency na zamani. Duk da haka, abubuwan da ke tattare da su sun fi girma. Blockchain na analog PoW mai nasara zai iya zama mafi kyawun matakin sasantawa ga:
Bincike na Gaba Dole Ya Magance: