D-Wave Quantum Inc.は、分散型台帳技術のセキュリティ、拡張性、効率性を向上させるために設計された量子駆動型ブロックチェーンアーキテクチャを発表しました。新たに発表された研究論文「量子作業証明によるブロックチェーン」で説明されているこのフレームワークは、従来の作業証明（PoW）メカニズムを、D-Waveのアニーリング量子プロセッサ上で実行される量子ネイティブな検証モデルに置き換えるものです。「量子作業証明」（PoQW）アルゴリズムにより、ブロックチェーンハッシュを完全に量子ハードウェア上で生成・検証することが可能となり、電力を大量に消費する従来型のマイニングへの依存がなくなります。前例のないデモンストレーションにおいて、D-Waveはカナダと米国の4台のクラウドベース量子コンピュータにわたって量子ブロックチェーンアーキテクチャを展開し、複数のハードウェア世代にわたってブロックチェーンの検証を正常に同期させることに成功しました。 PoQWアプローチは、プログラム可能なスピングラスモデルに基づいています。これは、量子アニーラーがイジングモデルハミルトニアンの低エネルギー状態を特定することで解く複雑な最適化問題の一種です。このブロックチェーンの文脈では、取引データがシステムの量子状態にマッピングされ、アニーラーが最適な構成を見つけ出す—実質的に量子生成ハッシュを計算します。このハッシュ方式は、従来の暗号化ハッシュ（SHA-256など）とは異なり、解が量子揺らぎから自然に生まれるため、従来のハードウェアで複製することは計算上不可能です。4台の分散量子プロセッサにわたるハッシュの相互検証により、スケーラブルな量子セキュア型ブロックチェーンコンセンサスの実現可能性が実証されました。 この研究における最も重要な発見の1つは、従来のPoWブロックチェーンと比較してエネルギー消費が1000分の1に削減されると予測されることです。ビットコインの年間エネルギー消費量はポーランドのような一国に匹敵すると推定されていますが、量子ハッシュに必要な電力はその一部に過ぎません。計算の難しさを人為的に増加させる従来のASICやGPUベースのマイニングとは異なり、量子ハッシュは本質的にハードウェアの物理的限界で動作するため、無駄なサイクルがありません。現在のブロックチェーン領域ではPoWベースの暗号通貨が主流ですが、この研究結果は、高度なセキュリティと計算の整合性を必要とする分散型ネットワークに対して、量子ブロックチェーンアーキテクチャが持続可能な代替手段となる可能性を示唆しています。 エネルギー効率以外にも、量子ブロックチェーンモデルはサプライチェーンセキュリティ、分散型アイデンティティ検証、デジタル資産管理において利点を提供します。従来のブロックチェーンは決定論的な暗号化ハッシュに依存しており、長期的な量子攻撃に対して脆弱性が残ります。PoQWモデルは、ブロックチェーン記録が量子計算から生成されることを保証し、量子検証可能なランダム性を導入します—これは取引認証と偽造への耐性を強化する特性です。実用的には、これは高額金融ネットワークの取引決済時間の短縮、より改ざん耐性の高いサプライチェーン監査、アイデンティティ管理システムにおけるプライバシー保護認証の強化を意味します。 このブロックチェーン研究で使用されたものを含むD-Waveのアニーリング量子プロセッサは、Leap™リアルタイム量子クラウドサービスを通じて現在利用可能です。同社はこの技術をさらに発展させ、パートナーと協力して商用アプリケーションを探求する計画です。複数のQPUでの量子ハッシュの相互検証の成功は、実世界での採用の可能性を持つハイブリッド量子古典分散型信頼システムに向けた一歩を表しています。 2025年3月21日