В ходе развития искусственного общего интеллекта (AGI) и криптографии в блокчейне традиционные архитектуры классических вычислений всё заметнее сталкиваются с физическими и вычислительными ограничениями. По мере приближения количества параметров больших языковых моделей (LLM) к триллионному масштабу классические кремниевые чипы демонстрируют крайне высокое энергопотребление и ограничения вычислительных возможностей при обработке высокоразмерных параллельных вычислений, моделировании молекулярных структур и решении сложных задач оптимизации. В то же время прорывы в квантовых вычислениях на основе алгоритмов Шора и Гровера создают потенциально разрушительную угрозу для существующих систем асимметричного шифрования, таких как RSA и криптография на эллиптических кривых ECC. Эти системы составляют основу безопасности всей экосистемы Web3 и блокчейн-реестров.
Quantinuum, мировой лидер в области интегрированных квантовых вычислений, образованный в результате объединения Honeywell Quantum Solutions и Cambridge Quantum, находится в авангарде этой смены вычислительной парадигмы. Объединяя передовое оборудование на основе захваченных ионов с программным стеком квантовых вычислений, Quantinuum не только открывает новые возможности для экспоненциального ускорения ИИ и сложных научных расчётов, но и предоставляет критически важную инфраструктурную поддержку для перехода блокчейна к постквантовой криптографии (PQC). В этой статье подробно рассматриваются технологическая основа и долгосрочная ценность Quantinuum (QNT) с точки зрения прорывов в вычислениях для ИИ, перестройки ончейн-безопасности и взаимодействия в экосистеме.
Ключевые выводы
-
Подробный анализ архитектуры квантовых вычислений Quantinuum на захваченных ионах и её экспоненциальных вычислительных преимуществ по сравнению с традиционными кремниевыми чипами
-
Систематическое рассмотрение того, как квантовые вычисления могут способствовать обучению базовых моделей ИИ, выборке высокоразмерных данных и квантовому машинному обучению (QML)
-
Объяснение потенциального влияния квантовых вычислений на классические криптографические системы и технического пути развития блокчейн-сетей в направлении постквантовой криптографии (PQC)
-
Изучение сценариев применения Quantinuum (QNT) в децентрализованной верификации вычислений, защите конфиденциальности данных и базовой криптографической инфраструктуре
-
Анализ синергии между участием в передовых квантовых технологиях и распределением криптоинфраструктурных активов через спотовую экосистему ведущих торговых платформ, таких как Gate
Архитектура на захваченных ионах и квантовое машинное обучение: преодоление физических ограничений вычислений для ИИ
Чтобы понять преобразующее значение Quantinuum для ИИ, сначала необходимо прояснить фундаментальные различия между классическими и квантовыми вычислениями в обработке данных на базовом уровне. Традиционные классические чипы выполняют последовательные или ограниченно-параллельные операции на основе двоичных битов (битов, 0 или 1). Технология захваченных ионов Quantinuum, напротив, использует электромагнитные поля для удержания отдельных атомов, квантовых битов или кубитов, в вакууме и применяет лазеры для точного управления состояниями квантовой суперпозиции и запутанности.
Эти физические свойства обеспечивают Quantinuum возможности параллельных вычислений, с которыми традиционным суперкомпьютерам сложно соперничать при обработке высокоразмерных распределений вероятностей и сложных комбинаторных задач оптимизации. При обучении и инференсе базовых моделей искусственного интеллекта, таких как LLM, внедрение квантовых вычислений способно коренным образом изменить эффективность вычислений:
| Вычислительное измерение |
Традиционные кремниевые чипы (GPU/TPU) |
Архитектура квантовых вычислений Quantinuum |
| Представление базовых состояний |
Двоичные детерминированные состояния (0 или 1) |
Состояния квантовой суперпозиции и запутанности ($\vert{}\psi\rangle = \alpha\vert{}0\rangle + \beta\vert{}1\rangle$) |
| Выборка высокоразмерных данных |
Зависит от приближённых алгоритмов, таких как метод Монте-Карло, и требует значительных затрат времени |
Обеспечивает естественную выборку высокоразмерных вероятностей и экспоненциально снижает вычислительную сложность |
| Совместимость с алгоритмами ИИ |
Подходит для крупномасштабного умножения матриц |
Изначально совместима с квантовым машинным обучением (QML) и сложными моделями оптимизации |
Сочетание квантовых алгоритмов и нейронных сетей может позволить технологии Quantinuum значительно сократить время сходимости больших языковых моделей в высокоразмерных векторных пространствах и снизить общее энергопотребление при вычислительном обучении. Такая глубокая интеграция квантовых вычислений и ИИ выводит искусственный интеллект за пределы простого масштабирования в рамках законов масштабирования и направляет его к прорывам в базовых алгоритмических возможностях.
Перестройка ончейн-безопасности: постквантовая криптография (PQC) и усиленная защита реестров Web3
Развитие квантовых вычислений не только ускоряет вычисления для ИИ, но и создаёт новые вызовы безопасности для существующих криптофинансовых систем. Крупные блокчейн-сети, включая Bitcoin и Ethereum, широко используют алгоритм цифровой подписи на эллиптических кривых (ECDSA) для создания пар открытых и закрытых ключей и верификации транзакций. При наличии достаточно мощных универсальных квантовых компьютеров традиционные алгоритмы асимметричного шифрования потенциально могут быть быстро взломаны, что поставит ончейн-активы пользователей под угрозу.
Будучи одним из первопроходцев в области квантового программного обеспечения и криптографии, Quantinuum и его комплекты средств разработки квантового ПО с открытым исходным кодом, такие как TKET, предлагают ценные решения для перехода блокчейн-экосистемы к постквантовой криптографии (PQC):
-
Квантовая генерация случайных чисел (QRNG): истинная случайность является основой безопасной криптографии. Quantinuum может использовать физические квантовые процессы для генерации проверяемых истинно случайных чисел, обеспечивая непредвзятые источники безопасной энтропии для ончейн-смарт-контрактов, оракулов DeFi и моделей теории игр.
-
Развитие алгоритмов постквантового шифрования: сотрудничая с криптографическим сообществом, Quantinuum поддерживает внедрение новых алгоритмов, включая криптографию на решётках, и помогает блокчейн-узлам бесшовно обновлять подписи до постквантовых без ущерба для масштабируемости.
-
Децентрализованная верификация квантовых вычислений: с помощью токеномики блокчейна и Proof-of-Computation процесс выполнения и результаты верификации удалённых задач квантовых вычислений могут записываться в блокчейн, обеспечивая прозрачное и не требующее доверия распределение ресурсов квантовых облачных вычислений.
Такая перестройка базовой безопасности, при которой квантовые технологии используются для защиты от квантовых угроз, создаёт надёжную линию обороны для децентрализованных реестров Web3 в будущую квантовую эпоху.
Гибридная квантово-классическая инфраструктура и распределённое планирование вычислительных ресурсов
По мере приближения квантовых вычислений к коммерческому внедрению нельзя игнорировать одну важную техническую реальность: квантовые процессоры (QPU) не смогут полностью заменить традиционные кремниевые графические процессоры (GPU/TPU). Вместо этого они сформируют совместную экосистему гибридных вычислений. Большинство современных базовых моделей ИИ по-прежнему зависят от высокой пропускной способности кластеров GPU для базовых операций с матрицами и очистки данных. При возникновении вычислительных ограничений, связанных с высокоразмерной комбинаторной оптимизацией, сложной выборкой параметров и моделированием нелинейных распределений вероятностей, задачи могут бесшовно разделяться и передаваться на узлы квантовых вычислений на захваченных ионах, такие как узлы под управлением Quantinuum.
Эта гибридная вычислительная сеть, в которой GPU отвечают за масштабирование, а QPU за алгоритмические прорывы, создаёт новые задачи для протоколов распределённого планирования и смарт-контрактов. Развёртывая ончейн-протоколы децентрализованного планирования и верификации вычислительных ресурсов, разработчики могут не только обеспечить торги в реальном времени и распределение гибридных вычислительных задач, но и использовать доказательства с нулевым разглашением (ZKP) для облегчённой проверки определённости результатов удалённых квантовых вычислений. Создание такой децентрализованной гибридной вычислительной сети может помочь предотвратить единые точки отказа и монополизацию поставок вычислительных ресурсов, а также открыть широкие технические возможности для более глубокой интеграции вычислительной инфраструктуры криптоэкосистемы (DePIN) с передовыми аппаратными технологиями.
Взгляд на активы в контексте передовых технологий и синергия со спотовой экосистемой Gate
По мере того как три передовых направления, квантовые вычисления, ИИ и децентрализованная криптография, всё теснее взаимосвязаны, Quantinuum (QNT) сформировал особое позиционирование технологического актива на основном криптовалютном рынке. Он представляет собой не только сочетание передового производства оборудования в физическом мире и распределённых вычислительных сетей, но и важное окно для инвесторов, наблюдающих за глобальной сменой вычислительной парадигмы.
Для инвесторов, ориентированных на пересечение передовых аппаратных технологий и инноваций Web3, ведущие платформы для торговли криптоактивами предоставляют эффективный и безопасный мост для работы с инновационными секторами, характеризующимися значительными техническими барьерами. Например, Gate, одна из ведущих мировых платформ для торговли криптоактивами, поддерживает спотовую торговлю активами, связанными с передовыми технологиями и концепцией RWA, такими как QNT. Благодаря широкому выбору торговых пар, глубоким пулам ликвидности и безопасным кастодиальным услугам Gate также предоставляет пользователям по всему миру доступ к активам передовых технологий.
Через спотовую экосистему Gate пользователи могут удобно участвовать в распределении блокчейн-токенов, связанных с Quantinuum. Они также могут гибко использовать предоставляемые платформой инструменты для работы с деривативами, кредитования и хеджирования активов, чтобы снизить риски волатильности рынка в периоды исследований и разработки передовых технологий. Синергия между удобством централизованной торговли и инновациями в передовых квантовых технологиях предоставляет глобальным инвесторам безопасный и стабильный способ участвовать в развитии вычислений следующего поколения.
Часто задаваемые вопросы
Что такое Quantinuum (QNT) и в чём заключаются его ключевые технологические преимущества?
Quantinuum — компания в сфере квантовых вычислений, образованная в результате объединения Honeywell Quantum Solutions и Cambridge Quantum. К её ключевым преимуществам относятся высокоточная аппаратная архитектура на захваченных ионах и зрелый стек квантового программного обеспечения, включая TKET. Они способны обеспечить значительную вычислительную поддержку для ускорения ИИ и постквантовой криптографии.
Как квантовые вычисления угрожают безопасности блокчейна и криптовалют?
Традиционные блокчейны используют криптографию на эллиптических кривых ECDSA для защиты открытых и закрытых ключей. Теоретически достаточно мощный квантовый компьютер, использующий алгоритм Шора, может взломать такие системы асимметричного шифрования. Поэтому блокчейн-сетям необходимо обновиться до постквантовой криптографии (PQC), чтобы способствовать обеспечению безопасности активов.
Как частные инвесторы могут участвовать в Quantinuum и секторе передовых квантовых технологий на Gate?
Инвесторы могут использовать спотовый рынок Gate для удобного распределения QNT и связанных токенов инфраструктуры RWA/ИИ. Сочетая глубокую ликвидность платформы с безопасными кастодиальными инструментами, они могут управлять риском отдельных колебаний рынка, одновременно участвуя в долгосрочном развитии передовых технологий.
