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Conditions for advantageous quantum Bitcoin mining

Blockchain(Research and Applications) 2023年第3期4卷 52-63页

作者： Robert R.Nerem Daya R.Gaur Institute for quantum Science and Technology University of CalgaryAlbertaT2N 1N4Canada Department of Mathematics University of California San DiegoCalifornia92093United States Department of Mathematics and Computer Science University of LethbridgeAlbertaT1K 3M4Canada

Our aim is to determine the conditions for quantum computing technology to give rise to the security risks associated with quantum Bitcoin ***,we determine the speed and energy efficiency a quantum computer needs to offer an advantage over classical *** analyze the setting in which the Bitcoin network is entirely classical except for a single quantum miner with a small hash rate compared to the *** develop a closed-form approximation for the probability that the quantum miner successfully mines a block,with this probability dependent on the number of Grover iterations the quantum miner applies before making a ***,we show that for a quantum miner that is“peaceful”,this success probability is maximized if the quantum miner applies Grover iterations for 16 min before measuring,which is surprising,as the network mines blocks every 10 min on *** this optimal mining procedure,we show that the quantum miner outperforms a classical computer in efficiency(cost per block)if the condition Qquantum miner's speed in Grover iterations per second,and b is a factor that attains its maximum if the quantum miner uses our optimal mining *** condition lays the foundation for determining when quantum mining and the known security risks associated with it will arise.

关键词： quantum algorithms quantum mining Grover search Bitcoin quantum attacks

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