I ricercatori della Stanford University hanno sviluppato il circuito integrato fotonico LightHash, che
LightHash utilizza la fotonica del silicio perriducendo il consumo energetico mantenendo un elevato livello di sicurezza. Lo sviluppo si basa su una versione precedente del circuito fotonico HeavyHash sviluppato dallo stesso team e attualmente utilizzato da selezionate reti di criptovaluta.
Per creare in modo sicuro Bitcoin ofar funzionare la propria rete di computer richiede il calcolo di una funzione hash, come SHA256 o Heavyhash, per trasformare i dati di input in un singolo numero di output in un modo troppo complesso per essere invertito, spiegano gli ingegneri. È questa crittografia che costituisce la maggior parte del consumo energetico durante il mining di criptovalute.
Come funziona LightHash. Illustrazione: Sunil Pai et al., Optica
I ricercatori hanno modificato Heavyhash per farlo funzionarecon un chip fotonico al silicio sviluppato congiuntamente che trasporta una rete di 6-6 interferometri programmabili. L'analisi ha dimostrato che questa modifica consente l'elaborazione ottica a bassa energia delle moltiplicazioni di matrici, che costituisce la base dei calcoli della funzione hash, mantenendo la precisione e riducendo la suscettibilità agli errori hardware.
Da valutare la possibilità di utilizzo di LightHashPer la moltiplicazione della matrice, i ricercatori hanno costruito una configurazione ottica per controllare e tracciare la propagazione della luce regolando gli elementi riscaldanti e immaginando i punti del reticolo su una telecamera a infrarossi. Hanno implementato un algoritmo di eliminazione degli errori e stabilito criteri di fattibilità per scalare la tecnologia. I risultati sperimentali hanno confermato l’efficienza calcolata della tecnologia.
Essenzialmente abbiamo sviluppato un modo per utilizzarecircuiti ottici analogici per eseguire operazioni di moltiplicazione con dissipazione di potenza praticamente nulla, ma sufficientemente precisi per l'uso in un circuito di crittografia digitale.
Sunil Pai, uno degli autori dello sviluppo
I ricercatori notano che per raggiungereLightHash ha un vantaggio significativo rispetto alle sue controparti digitali; il circuito fotonico deve essere scalato a 64 ingressi e uscite. Continueranno a lavorare sul ridimensionamento e sull'ottimizzazione del consumo energetico nel circuito fotonico.
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In copertina: un chip per blockchain fotonica. Immagine: Università di Stanford