Satoshi contro la fisica, come i miner quantistici potrebbero rendere obsoleti gli ASIC. Le attrezzature quantistiche potrebbero rappresentare una minaccia maggiore per le blockchain rispetto alla decrittazione quantistica.
Con la progressiva crescita del settore dell’informatica quantistica, la competizione per il mining di Bitcoin potrebbe essere sul punto di entrare nell’equivalente dell’era atomica.
Sebbene i computer quantistici di oggi siano in gran parte sperimentali, i recenti progressi nella tecnologia dei chip quantistici e nelle funzioni ibride di intelligenza artificiale hanno fatto avanzare il settore più rapidamente di quanto molti scienziati avessero previsto.
Una delle maggiori preoccupazioni del settore è lo sviluppo di soluzioni di crittografia quantum-proof. Il timore che i computer quantistici possano violare la crittografia standard ha portato all’introduzione di nuovi protocolli e standard. Questa, tuttavia, non è l’unica potenziale minaccia di livello catastrofico che i computer quantistici rappresentano per il settore della blockchain.
Mining di Bitcoin
Sebbene il mondo sia ancora lontano decenni dall’avere un computer quantistico universale in grado di surclassare i supercomputer nella maggior parte dei compiti, esistono già macchine in grado di raggiungere la supremazia quantistica nell’esecuzione di algoritmi specifici per risolvere compiti dedicati.
Uno degli algoritmi in cui i sistemi quantistici sono in grado di eccellere si chiama “algoritmo di Grover” e, in teoria, potrebbe essere applicato direttamente al mining di blockchain.
Il mining di Bitcoin, ad esempio, si basa su un concetto di proof-of-work che prevede la risoluzione di puzzle crittografici. Man mano che i computer e gli algoritmi di mining diventano più efficienti nel risolvere questi puzzle, la loro difficoltà aumenta.
Ciò aiuta a mantenere la blockchain e funziona come un metodo di decentralizzazione de facto. Se qualcuno riuscisse a realizzare un computer abbastanza efficiente da risolvere facilmente i problemi, allora tutti i compiti diventerebbero più difficili.
Teoricamente, il limite massimo di questa difficoltà crittografica – chiamato “target” nel gergo del mining – sarebbe da qualche parte nell’area di 2 elevato alla potenza di 256.
Le leggi della fisica, così come le intendono gli scienziati, impedirebbero anche ad un computer quantistico universale con capacità di fault-tolerant di eseguire i calcoli necessari per risolvere questo problema di crittografia di quattuorvigintilioni (un numero di 78 cifre).
Satoshi e la scienza
Satoshi Nakamoto e altri, a cui si deve lo sviluppo di Bitcoin, prevedevano un futuro in cui i computer sarebbero diventati sempre più potenti. Hanno compreso che ciò minacciava la natura decentralizzata di Bitcoin e hanno implementato alcune protezioni.
Il “genesis block” Bitcoin è stato estratto utilizzando una tipica CPU dell’era 2008, probabilmente equivalente ad un Pentium 4. Il blocco successivo, il ‘blocco 1’, fu stato estratto sei giorni dopo.
Da quel momento in poi, tuttavia, il tempo previsto per ogni blocco successivo è stato di 10 minuti.
I miner sono passati dalle CPU alle GPU, con una breve incursione negli FPGA, prima di stabilizzarsi sullo status quo a partire dal terzo trimestre del 2024, i miner a circuito integrato specifico per le applicazioni (ASIC).
Mentre le CPU svolgevano una sorta di lavoro universale di calcolo e le GPU eccellevano nel calcolo specifico necessario per risolvere i puzzle crittografici associati al mining di Bitcoin, gli impianti ASIC sono stati appositamente sviluppati per risolvere la crittografia SHA-256.
Tuttavia, nonostante i progressi hardware, la rete tenta ancora di garantire che ogni blocco richieda 10 minuti per essere estratto.
Mining quantistico
La prossima frontiera dell’industria del mining potrebbe essere rappresentata dagli impianti ibridi quantistici/classici. Sfruttando il già citato algoritmo di Grover, i miner che utilizzano un computer quantistico sufficientemente tollerante ai guasti potrebbero teoricamente aumentare quadraticamente l’efficienza di estrazione rispetto alle tecniche attuali.
Ciò non varierebbe il tempo necessario per estrarre un blocco. Tuttavia, potrebbe aumentare la difficoltà oltre le capacità dell’hardware non quantistico. Così come nel 2024 non sarebbe possibile (o redditizio) minare Bitcoin utilizzando un PC, i miner quantistici potrebbero rendere obsoleti gli ASIC.
Tuttavia, vi sono una miriade di sfide che dovrebbero essere risolte prima che ciò accada. La principale è che i computer quantistici non sono ancora abbastanza maturi. Ma, come detto, i miner non avrebbero bisogno di un computer quantistico universale.
Un impianto di mining realizzato con apparecchiature classiche potrebbe interfacciarsi con un chip quantistico dedicato per eseguire funzioni algoritmiche di alto livello, sfruttando così i vantaggi della meccanica quantistica e la fattibilità dei computer binari.
Esistono anche numerose soluzioni di calcolo quantistico basate su cloud che potrebbero scaricare le spese di sviluppo di un computer quantistico grazie a soluzioni quantum-as-a-service personalizzate per l’esecuzione dell’algoritmo di Grover.
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