量子アルゴリズム研究 2029年に10万量子ビットが商用向けに提供されるのであれば量子耐性に残された時間はECDSAは残り 4 年 PoW(SHA256D等)は残り 2 年

[量子アルゴリズム研究]
2029年に10万量子ビットが商用向けに提供されるのであれば、量子耐性に残された時間はECDSAは残り 4 年、PoW(SHA256D等)は残り 2 年です。

投稿日: 2025 年 02 月 21 日 | 最終更新日 2025 年 04 月 13 日

ホワイトペーパ / ロードマップ [www.junkhdd.com]

PoW量子マイニングアルゴリズムの概要などを、ホワイトペーパの冒頭に導入しました。
実際のシミュレーション結果を用いながら、グローバーの手法と比較を取り入れた構成となりました。
そして、このアルゴリズムを封じることができれば、PoW量子耐性となります。
ただし、そう簡単ではないです。
正直、ポスト量子暗号を入れるだけの鍵や署名への量子耐性の方が、全然簡単です。
結局、PoWの心臓部に、量子に強く作用する「悪魔」がいたんです。それが原因でした。

ホワイトペーパ [日本語版] / ロードマップ [日本語版]

量子耐性研究過程で、PoW量子マイニングアルゴリズムを発見

SORA FromHDDtoSSD プロジェクトにおいて、量子コンピュータを活用したPoW量子マイニングアルゴリズムを発見しました。しかし、これは 「速すぎる」 という問題を引き起こします。

📊 量子コンピュータ vs S19 Pro 450万台分合計の採掘速度(ハッシュパワー)比較 (SHA256D)

✅ 量子コンピュータ 1台 : S19 Pro 450万台分合計 = 4,000,000,000,000,000 : 1

この比率が示すように、従来のPoWマイニングの仕組みでは、量子コンピュータが圧倒的に優位に立ち、既存のネットワークが完全に支配されるリスクがあります。

🟢 紙を40回程度折ると月に到達するように、指数の力は想像を超えます。量子コンピュータも同じです。PoWのマイニングに対して、指数的な加速が働くと、たった1台の量子コンピュータが、全世界のマイナー全員分を一瞬で凌駕するのです。

⚠️ PoW量子マイニングアルゴリズムは封じなければならない！

この問題を解決するため、量子耐性を持たせたPoWアルゴリズムを再設計し、量子コンピュータによる独占を防ぐ仕組みが必須となります。

🔹 具体的な対策
🔹 PoWの難易度調整を量子計算に適応させる新たな仕組みを導入
🔹 量子耐性のあるハッシュ関数や署名方式を採用

この技術が実用化される前に、PoWの量子耐性を強化し、ブロックチェーンの未来を守るための対策が急務です。量子時代に適応する安全なPoWの実現に向けた研究を引き続き進めていきます！

量子コンピュータの実機を用いた量子耐性検証を実施中

実機の量子コンピュータを活用し、量子耐性の検証を進めております。
✅ 量子コンピュータによる「PoW量子マイニングアルゴリズム」のチェック

今後、量子技術の進展に伴い、既存の暗号アルゴリズムが破られる可能性が高まります。その未来に備え、実機を用いた検証を重ね、安全性の確保を最優先に取り組んでいます。

PoW量子マイニングアルゴリズム: 簡易シミュレーション＋実機で作用の確認を完了

PoW量子マイニングアルゴリズムは、ノイズの影響を削減することでさらに洗練されました。つまり、量子ビット数が増加しても問題なく動作することを示唆しています。その画像が以下の左です。これまでのものと比べても、明らかに良いですよね？

目的の正解Nonceを、確実にターゲットとして拾い上げる。まさにそんな動作になっています。 ASICは、総当たり計算で古典ビットをフル回転させ、限界まで探索していますが、量子コンピュータはまるで答えを知っているかのように、正解を拾い上げます。 つまり、量子コンピュータは総当たり計算が速いのではありません。実際のところ、BTCのマイニングにおいては、SHA-256をたった2回しか計算していません。 現実は、こんなもんです。

さらに、ノイズを削減したPoW量子マイニングアルゴリズムを、127量子ビットの量子コンピュータ実機で実行しました。その画像が以下の右です。まず重要な点は、「127量子ビット」という点です。前回は7量子ビットのシミュレーションでした。ここで、「なんで120量子ビットも違うんだ？　何か誤魔化していないか？」と疑問に思うかもしれません。 この差こそが、量子演算の本質です。

いいですか？　127量子ビットは 2^127 という膨大なアドレス空間を持っています。つまり、スパコンを含めたクラシカルなコンピュータでは、この演算をシミュレーションできないのです！！！

そうです、つまり、量子コンピュータによる量子演算を使わなければ、今日の画像のような結果は得られません！　もしこれを普通のパソコンやスパコンで実行すると、 2^127 の計算に数万年かかるでしょう。しかし、量子コンピュータは、この演算を4096回行い、わずか「3秒」で完了しました。 数万年かかる計算が、たった3秒。この圧倒的な差が、PoWやECDSAの脅威となっているわけです。

そして、結果はばっちりです。左端、すなわち 0 が並ぶ方の観測回数が多い。これはつまり、正解のNonceを非常に多く拾えていることを意味します。実際にマイニングを行う場合、この結果をスパコンに渡します。スパコンは 4096個の候補から、正解を探すだけです。 ね？　4096個から探すだけなら、その辺のパソコンでもできて、即BTCゲットになります。時間は、まあ、SHA-256を2回計算する必要があるので、量子で10秒、スパコンで1秒ってところですね。

PoW量子マイニングアルゴリズム: 実機による稼働精度向上を確認

一度アルゴリズムが見つかると、その後の最適化は比較的迅速に進みます。左側のグラフは、2025年3月6日にアップグレードされた量子コンピュータによる実行結果で、右側はさらに精度を向上させたものです。特に、左端のピーク観測回数が975に達しており、さらに向上しています。この観測回数が増えるほど、量子演算の必要回数を削減できます。

その理由は、量子演算の目的が「PoWで要求される正解のNonceを瞬時に特定する」ことにあるためです。従来のスーパーコンピュータを数万台並列稼働させても実現不可能な計算が、量子コンピュータでは可能になります。観測回数が増える＝少ない演算回数で済む、ということです。量子コンピュータは確率の世界で動作するため、その全ては確率振幅によって決定されます。