能源消耗最高降低100倍，高校研究员提出新算法，用光子芯片拯救PoW挖矿

似乎每次有人在同一句话中用到了“比特币”和“能源消耗”这两个词时，就会有人说这个网络对环境造成了巨大影响，有人则说这些担忧被夸大了。

毋庸置疑的是，矿工在能源成本较低的地区可以产出更多比特币。哥伦比亚大学和巴黎萨克雷大学的研究人员在两周前发表的一篇白皮书中指出，修改PoW，鼓励在挖矿硬件中使用光子芯片，可以将能源消耗降低到目前水平的十分之一以下。这将有效地消除矿工在电力成本较低地区所享有的大部分优势。

Michael Dubrovsky与哥伦比亚大学计算机科学博士生Marshall Ball和巴黎萨克雷大学博士后研究员Bogdan Penkovsky合著了《光学工作量证明》。Dubrovsky是PoWx的联合创始人，该公司正在开发硬件和软件以改变PoW权力斗争。

Dubrovsky说：

“我们认为，在世界各地的大城市，有大量被压抑的挖矿需求，许多人希望在家里运行一台或几台机器。目前，没有廉价的电力，这是不可能的。”

相反，世界上大部分的比特币挖矿是在欧亚国家进行的。中国的矿池控制着比特币的大部分算力，一些人担心中国可能会限制这项技术，摧毁比特币网络。在欧洲，俄罗斯正在向摩尔多瓦和乌克兰境内的独立国家输送廉价能源进行加密货币挖矿，同时重新调整地缘政治秩序。

从PoW切换到PoS解决了能源问题，因为不再需要计算机破解数学问题。但PoS本身也存在挑战。这类机制要求人们持有一定数量的代币，可能推动网络中心化。这就是为什么Dubrovsky和他的同事一直在研究光子集成电路，它可以用来显著降低PoW挖矿的能量消耗。

为了保证PoW网络的安全，矿工们需要面对一些经济成本，但并不一定是电费。通过部署一种新的算法——光学工作量证明（oPoW），区块链系统可以通过硬件资本支出（CAPEX）的形式增加经济成本，并降低能耗。Dubrovksy说，“如果能源只占你全部预算的5%，就没有理由在蒙古建立一个0.04美元//kWh的矿场。”

oPoW将改变PoW算法，使其通过硅光子芯片上运作，从而产生一种新型矿机。作者说，这与“以前修改PoW算法以支持特定硬件范例的尝试”（如ProgPoW）不同，因为这一尝试与抗ASIC无关。相反，光子芯片可以将ASIC转变成运行成本更低的超级ASIC。

《麻省理工学院技术评论》最近发表了一篇题为《光子芯片能拯救比特币吗？》的文章。首先，从理论上讲，光子芯片的效率更高，但这一点还有待进一步证实。

Dubrovksy表示，这在一定程度上是正确的。研究人员对此抱有希望，部分原因是“从初创公司到英特尔，有很多组织都在致力于将这些计算商业化。”

“在哪些情况下，他们将能够击败电子设备，这还有待观察。oPoW是一个很好的沙盒应用，因为我们特别针对该技术的优缺点构建了该算法。”

这些作者在白皮书中没有预测实际的能源节约情况。Dubrovksy说，为此，人们需要等待他们即将发表的“会议论文”，该论文将包含“更详细的模型”。不过，研究人员确实表示，他们预计“成熟的oPoW网络在能源上的花费将减少10-100倍”。

最后，他们没有展示该算法将如何改变现有的电力成本差异，这仍然很重要，因为每个人的硬件成本大致相同，但电力成本不会。

Dubrovksy说，尽管能源成本的差异仍然存在，但它们的影响可以最小化：

“如果挖矿成本的主要决定因素是资本支出，而能源是一个次要的项目（与今天的情况相反），那么资本成本和运营风险等事情就变得非常重要。法治、稳定和低利率的国家将吸引大型矿业公司。”