L1 ブロックチェーン全般: 量子耐性 PoWマイニング

PoW量子マイニングアルゴリズム [量子ゲート]

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「とんでもない問題」を引き起こします。

量子コンピュータ１台 vs 最新ASIC450万台分合計の採掘速度比較 (SHA256D)

量子コンピュータ 1台 : 最新ASIC450万台分合計
4,000,000,000,000,000 : 1

異次元過ぎて理解が追い付かない。それくらいの差がありますね。

ここは、こう考えます。マイニングという作業によって、古典コンピュータでも当たり（正解Nonce）を引き出せているのが現状という事です。ここで重要となるのは、もともと量子は古典では解けないものをターゲットにしています。よって、高難易度であっても、古典で解けている時点で、量子にとっては「非常に容易な計算になっている」という見方が大事です。それで、こんな差になります。

量子コンピュータ１台と「ASIC１台」の比較ではなく、ASIC側は「４５０万台分合計との比較（極めて重要）」で、これです。

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。

別に量子に採掘（マイニング）されても、それはそれでいいのでは？　
いいえ、１ブロックでも量子に掘られた瞬間、ブロックチェーンは完全に壊れたと判断されます。

量子コンピュータに１ブロックでも掘られたら、その瞬間に「ブロックチェーンは完全に壊れたと判断」されます。この観点も大事です。いいですか、１ブロックでも量子に掘られた瞬間「完全に壊れた」になるので、そのトランザクションを見てからでは遅いのです。

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

量子耐性のあるハッシュ関数？　それは……。
そもそもそれって何、とかにもなりそうですが、すぐに思付きそうな解決策ですよね。でも、マイニングのあのやり方で、これは一切通用しません。

ポスト量子暗号とか、量子耐性ハッシュ関数とかに騙されちゃダメ！

なぜなら、マイニングは順方向の総当たりで計算しているためです。それで、ポスト量子暗号や量子耐性のハッシュ関数って、その耐性が作用するのは逆方向なのです。つまり、マイニングでは方向性が違うので、ポスト量子暗号や量子耐性ハッシュ関数では、量子耐性が一切通用しない、ということです。

やはり今後、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。

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 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。