Добавить новость
smi24.net
News in English
Апрель
2023

Light-based computing scheme reduces power needed to mine cryptocurrencies

0

Researchers have developed a new light-based computing scheme that uses a photonic integrated circuit to reduce the energy necessary for cryptocurrency and blockchain applications. Mining cryptocurrencies like Bitcoin—a process of verifying transactions and adding new cryptocurrency to the blockchain—consumes up to 1% of the world’s energy. This energy expenditure is expected to grow as cryptocurrency and blockchain applications become increasingly mainstream.

Cryptocurrencies are digital currencies created using encryption algorithms. These alternative currencies require a blockchain—a type of digital ledger that records information such as transactions in a way that is difficult or impossible to change or hack.

“Currently, cryptocurrency mining is only accessible to those that have access to highly discounted energy—below $0.05/kWh,” said first author Sunil Pai, who performed the research at Stanford and is now at the quantum computing company PsiQuantum. “Our low-energy chips will make it possible for individuals all over the world to participate in mining profitably.”

In OpticaOptica Publishing Group’s journal for high-impact research, the researchers detail their new scheme called LightHash, which uses a photonic integrated circuit to create a photonic blockchain. With further development, the researchers predict that this approach, if implemented on a large scale, could produce a roughly ten-fold improvement in energy use compared to the best modern digital electronic processors. David A.B. Miller co-led the Stanford University research team with Shanhui Fan and Olav Solgaard.

“Our approach to photonic blockchain could also be used for applications beyond cryptocurrency such as securely transferring data for medical records, smart contracts and voting,” said Pai. “This work paves the way for low-energy optical computing, which, ultimately, can reduce data centers’ energy consumption.”

Greener mining with silicon photonics

Growing concerns about the large amount of energy required to mine cryptocurrencies have caused some popular ones such as Ethereum to shift to unproven and potentially insecure schemes to minimize their carbon footprint.

To find a more eco-friendly approach while maintaining a high level of security, Pai and colleagues use silicon photonics to reduce the energy requirements of cryptocurrency networks. LightHash improves upon a scheme the team previously developed called HeavyHash that is currently used in cryptocurrency networks such as Optical Bitcoin and Kaspa.

“The major motivation for LightHash was HeavyHash’s high sensitivity to hardware error,” said Pai. “Since analog computers, including photonic ones, struggle to achieve low error rates, we designed LightHash to maintain all the security properties of HeavyHash, while improving its robustness to error.”

Securely creating Bitcoin or operating its computing network requires computing a hash function like SHA256 or Heavyhash to transform input data into a single output number in a way that is too complex to be undone, which accounts for the bulk of Bitcoin’s energy use. In the new work, the researchers modified Heavyhash to work with a co-designed silicon photonic chip carrying a 6×6 network of programmable interferometers. This enabled low-energy optical processing of matrix multiplications, which forms the bulk of the computation in Lighthash.

To evaluate the feasibility of using LightHash for matrix multiplication, the researchers built an optical rig to control and track the propagation of light by tuning heating elements and imaging grating spots onto an infrared camera. They also implemented an error mitigation algorithm and established feasibility criteria for scaling the technology.

Precise, lower-power computation

The experimental results achieved with the silicon photonic chip matched those obtained using simulated error predictions. “Our results suggest that LightHash can be feasibly computed at scale using current silicon photonic chip technology,” said Pai. “Essentially, we have devised a way to use analog optical circuits to perform multiplications at near zero power dissipation yet precisely enough for use in a digital encryption scheme.”

For LightHash to demonstrate considerable advantages over digital equivalents, it must be scaled up to 64 inputs and outputs. The researchers are also working to further reduce energy consumption by designing low-power electromechanical tuning elements and energy-efficient converters to turn the optical signals into electrical signals.

They say that because the new chip accelerates matrix multiplication, the most computationally intensive operation for AI applications, it could also help make training and application of photonic neural networks more energy efficient compared to conventional digital implementations.

“It will be interesting to see how cryptocurrency technology evolves and to what extent photonics can contribute to the increasingly mainstream role of decentralized ledgers in society today,” said Pai.

Paper: S. Pai, T. Park, M. Ball, B. Penkovsky, M. Dubrovsky, N. Arebe, M. Milanizadeh, F. Morichetti, A. Melloni, S. Fan, O. Solgaard, D. A. B. Miller, “Experimental evaluation of digitally-verifiable photonic computing for blockchain and cryptocurrency,” 10, 4 (2023).

DOI: 10.1364/OPTICA.476173








В России обнаружено более 100 случаев заболевания новым штаммом COVID-19

В Ярославле прошёл Слёт молодёжи Северного филиала компании «ЛокоТех-Сервис»

Один год в двадцатилетней истории Marins Москва Пражская

5 необычных прыжков с парашютом, от которых захватывает дух


Chat log from R20 of 2025: Richmond vs Collingwood

UFC Abu Dhabi live blog: Shara Bullet vs. Marc-Andre Barriault

Kolo Muani: Juventus prepare new offer but face Man United and Chelsea threat

Juventus and Roma weigh up McKennie & Cristante swap


В лобовом столкновении кроссовера и грузовика погибли два человека

В Санкт-Петербурге обсудили внедрение ИИ в разработку и оптимальные корпоративные архитектуры

Технологии будущего: MGIMO Ventures объявляет старт четвертого сезона акселерационной программы

HRlink упростил контроль за сроками подписания кадровых документов


Quarantine Zone creator reveals 3 reasons the zombie sim went viral on TikTok

Brütal Legend is free in honor of Ozzy Osbourne, but only for 666 minutes

Ninja Party можно предзаказать в мобильных маркетах с релизом в конце июля

«Если бы у Наруто и AC Shadows был ребёнок»: Разбор англоязычной версии Where Winds Meet



Остался только страх. Пашинян хочет ударить по Москве, но "удавка" сдерживает

Адвокат Гаврилова раскрыла, чего добивается семья Тиммы после его смерти

Возобновлены прямые рейсы из Москвы в Пхеньян

Дорога любви: Жасмин представляет романтичный клип на песню «Ты и я»


В Санкт-Петербурге обсудили внедрение ИИ в разработку и оптимальные корпоративные архитектуры

Елена Игоревна Вселенная — писатель, публицист, автор масштабного многотомного проекта «Наследие России»

Один год в двадцатилетней истории Marins Москва Пражская

В самарском Сквере Эльдара Рязанова состоится шахматный турнир


Велосипедисты со всей России покорили трассы Gran Fondo Russia в Дубне

Министр Юн Чжон Хо: рейсы Москва - Пхеньян нужны для сотрудничества стран

Козлов отметил расширение логистических связей между РФ и КНДР

Мария Багреева: павильон «Экономика Москвы» откроется в «Музеоне»


Кудерметова пробилась во второй раунд турнира в Монреале.

Соболенко — об Уимблдоне-2025: это ужасно, когда твоя жизнь зависит от результата

Теннисистка Калинская после победы в США дала послематчевое интервью с собакой

Россиянин Сидоренко выиграл соревнования по настольному теннису на Универсиаде‑2025


Воздушный коллапс: челябинцы не могут летать в Москву и обратно

Велосипедисты со всей России покорили трассы Gran Fondo Russia в Дубне

Память Максима Горького увековечили в Сербии

Сергей Семак оценил игру Мирлинда Даку в матче с «Зенитом»


Музыкальные новости

Келли Осборн вспомнила один из трогательных моментов с Оззи Осборном

«Чем твои генералы лучше студентов?»: как Владимир Высоцкий выступал в Калинине

Где похоронен Владимир Высоцкий

Фестиваль стыда и "эстрадной мафии" под маской молодёжного праздника: устроили на VK Fest очередной шабаш звезд


Адвокат Гаврилова раскрыла, чего добивается семья Тиммы после его смерти

Остался только страх. Пашинян хочет ударить по Москве, но "удавка" сдерживает

Возобновлены прямые рейсы из Москвы в Пхеньян

Дорога любви: Жасмин представляет романтичный клип на песню «Ты и я»


В мэрии назвали условия присвоения Элджею звания почётного жителя

Михаил Ефремов разъехался с женой на фоне новостей о разводе

27 июля 2012 года открылись XXX летние Олимпийские игры в Лондоне

Состав тамбовского ФК "Спартак" пополнился двумя новыми игроками


Движение в поселке Восточный ограничили из-за пожара

В Кот-д'Ивуаре в результате аварии с участием автобуса и самосвала погибли 16 человек.

Канал, о котором мечтали несколько веков...

ДТП произошло на внешней стороне 26-го километра МКАД


Путин в День ВМФ прибыл на территорию Главного Адмиралтейства в Санкт-Петербурге

Путин поздравил Жапарова с юбилеем подписания декларации о союзничестве.

«Подводная лодка, демонтрированная Путину, произвела шок на Западе»

СМИ: Путин на этой неделе отправил США ominous сигнал.


Приговор экс-руководителю компании по производству вакцин против ковида был смягчен.



Приговор экс-руководителю компании по производству вакцин против ковида был смягчен.

Пьяный сантехник устроил дебош в столичной студии косметологии из-за жалобы

Экс-директору института вакцин Маковскому смягчили приговор по делу о взятке

Подозреваемый в деле бывшего руководителя вакцинного производства подписал контракт с Министерством обороны.


Киевский режим применил все 18 пакетов санкций ЕС

Запад ударил Зеленского по самому больному месту – кошельку: Киев показательно лишили 1,5 миллиардов помощи

Зеленский настаивает: встреча с Путиным до конца августа с участием Европы


В САРАТОВЕ ПРОДОЛЖАЕТСЯ МАСШТАБНАЯ ВСЕРОССИЙСКАЯ ВЕДОМСТВЕННАЯ АКЦИЯ «КАНИКУЛЫ С РОСГВАРДИЕЙ»

27 июля 2012 года открылись XXX летние Олимпийские игры в Лондоне

Росгвардейцы обеспечили безопасность футбольных матчей в Москве

Круговой оформил дубль за 2 минуты и помог ЦСКА впервые победить в новом сезоне РПЛ


Лукашенко получил приглашения от стран Латинской Америки и Азии для визитов.

«Беларусь-1»: Лукашенко дал интервью одному из американских СМИ

Лукашенко дал интервью одному из американских СМИ


Сергей Собянин. Главное за день

Сергей Собянин назвал инновационные разработки, которые внедрили в Москве

Собянин: На территории промзоны «Кирпичные улицы» будет создана социнфраструктура

Собянин поздравил работников центров госуслуг с профессиональным праздником


Самолёт совершил первый прямой авиарейс из Москвы в Пхеньян

РИА: глава Минприроды Козлов летит первым авиарейсом Москва - Пхеньян

Канал, о котором мечтали несколько веков...

Сняла скальп и утопила на глазах зрителей: как и почему косатка Тиликум начала убивать


Уважили чиновников и военнослужащих: в Госдуме рассказали об осеннем повышении зарплат

Сергей Собянин назвал инновационные разработки, которые внедрили в Москве

Павильон "Экономика Москвы" начнет работу в "Музеоне" 1 августа

Память Максима Горького увековечили в Сербии


В Архангельске представили киноальманах «Север, я люблю тебя!» по произведениям современных писателей

В музее-заповеднике «Архангельское» пройдут «Jazzовые сезоны»

В Архангельске началось обучение бойцов СВО, сообщил Цыбульский.

Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.


В Крыму из-за дыма от пожара столкнулись девять автомобилей

К парню с костылем подошли трое с требованием уступить. Он был готов, но заступилась бабушка по соседству

Сколько пассажиров прибывают в Крым летом на поездах ежедневно

В Севастополе пройдет масштабная выставка картин Александра Дейнеки


Подросткам могут запретить кататься на питбайках по дорогам

Сергей Собянин назвал инновационные разработки, которые внедрили в Москве

Николай Стариков: 453 года назад произошла Битва при Молодях

Уважили чиновников и военнослужащих: в Госдуме рассказали об осеннем повышении зарплат














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *