La course au matériel de mining de bitcoin pourrait être sur le point d’entrer dans son équivalent de l’ère atomique à mesure que le secteur de l’informatique quantique évolue.

Bien que les ordinateurs quantiques d'aujourd'hui soient encore largement en phase expérimentale, les récentes percées dans la technologie des puces quantiques et les développements en intelligence artificielle hybride ont propulsé les avancées dans ce domaine à une vitesse surprenante. Ces progrès ont largement dépassé les prévisions de nombreux experts , rapprochant l'émergence de solutions quantiques fonctionnelles plus rapidement que prévu.

L'une des plus grandes préoccupations du secteur est le développement de solutions de chiffrement résistantes aux quantiques.. La crainte que les ordinateurs quantiques ne craquent le cryptage standard a conduit à l'apparition de nouveaux protocoles et de nouvelles normes de cryptage. Ce n'est toutefois pas la seule menace potentielle de niveau catastrophique que les ordinateurs quantiques font peser sur l'industrie de la blockchain.

Mining de bitcoin

Le monde pourrait encore être à des décennies d'un ordinateur quantique général capable de surpasser les superordinateurs dans la plupart des tâches. Cependant il existe déjà des machines capables d'une suprématie quantique dans l'exécution d'algorithmes spécifiques pour résoudre des tâches particulières.

L'un des algorithmes dans lesquels les systèmes quantiques sont conçus pour exceller s'appelle « l'algorithme de Grover » et, en théorie, il pourrait être directement appliqué au mining sur la blockchain.

Le mining de bitcoin ( BTC ), par exemple, repose sur un concept de proof-of-work impliquant la résolution d'énigmes codées. À mesure que les ordinateurs et les algorithmes de minage deviennent plus efficaces pour résoudre ces énigmes, leur difficulté augmente.

Cela contribue à la maintenance de la blockchain et assure une décentralisation effective. Si un individu parvient à créer un ordinateur suffisamment puissant pour résoudre tous les problèmes de minage, la difficulté des problèmes augmente alors automatiquement pour maintenir l'équilibre du réseau.

Théoriquement, la limite supérieure de cette difficulté de chiffrage - appelée « cible » dans le jargon du mining - se situerait quelque part autour de 2 élevé à la puissance 256.

Les lois de la physique, telles que les scientifiques les comprennent , empêcheraient même un ordinateur quantique universel tolérant aux pannes d'effectuer les calculs nécessaires pour résoudre ce problème de chiffrement en quattuorvigintillions (un nombre à 78 chiffres).

Satoshi et la science

Satoshi Nakamoto et d'autres personnes à qui l'on attribue le développement du bitcoin ont prévu que les ordinateurs continueraient à devenir de plus en plus puissants. Ils ont compris que cela menaçait la nature décentralisée du bitcoin et ont mis en place certaines protections.

Le bloc Bitcoin « genesis » a été miné à l'aide d'une unité centrale typique de l'ère 2008, probablement équivalente à un Pentium 4. Le bloc suivant, le « bloc 1 », a été extrait six jours plus tard. Toutefois, à partir de ce moment-là, le temps cible pour chaque bloc suivant a été de 10 minutes.

Les mineurs sont passés des CPU aux GPU avec une brève incursion dans les FPGA avant de finalement se stabiliser sur le statu quo de Q3 2024, les mineurs à circuit intégré spécifique à l'application (ASIC).

Alors que les CPU étaient des machines à calculer polyvalentes et que les GPU excellaient dans les calculs spécifiques nécessaires pour résoudre les énigmes de chiffrement associées au mining de bitcoin, les plateformes ASIC sont conçues pour résoudre le chiffrement SHA-256.

Cependant, malgré les progrès du matériel, le réseau s'efforce toujours de faire en sorte que le mining de chaque bloc prenne 10 minutes.

Le mining quantique

La prochaine frontière dans l'industrie du mining pourrait être les dispositifs hybrides quantiques/classiques. En tirant parti de l'algorithme de Grover mentionné ci-dessus, les mineurs utilisant un ordinateur quantique suffisamment tolérant aux fautes pourraient  théoriquement augmenter l'efficacité du mining par rapport aux techniques actuelles de manière quadratique.

Cela ne changerait pas le temps nécessaire pour miner un bloc. En revanche, la difficulté pourrait dépasser les capacités du matériel non quantique. Tout comme il ne serait pas possible (ou rentable) en 2024 de miner des bitcoins à l'aide d'un PC, les mineurs quantiques pourraient rendre les ASIC obsolètes.

Cependant, une myriade de problèmes devront être résolus avant que cela ne se produise. Le principal d'entre eux serait le fait que les ordinateurs quantiques ne sont pas assez mûrs. Toutefois, comme indiqué plus haut, les mineurs n'auraient pas besoin d'un ordinateur quantique universel.

Un dispositif de mining construit sur un équipement classique pourrait interagir avec une puce quantique dédiée pour effectuer des fonctions algorithmiques de haut niveau, récoltant ainsi les bénéfices de la mécanique quantique et la faisabilité des ordinateurs binaires.

Il existe également de nombreuses solutions de calcul quantique basées dans le cloud qui permettraient de se décharger des dépenses liées au développement d'un ordinateur quantique grâce à des solutions quantiques en tant que service adaptées à l'exécution de l'algorithme de Grover.

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