矽光子集成電路　全新光子區塊鏈結構

編譯／高晟鈞

加密貨幣，例如比特幣等，是使用加密演算法所創建的一種虛擬數字貨幣。這些替代貨幣需要區塊鏈用做數字分帳，以一種不可破解的方式紀錄交易訊息。

光子區塊鏈方法，還可以用於加密貨幣以外的應用程序。（圖／123RF）

開採像是比特幣這種加密貨幣，驗證交易並且將新的加密貨幣添加到區塊鏈的過程，其實會消耗大量的能源，估計占了全世界能源消耗的1%左右。而隨著加密貨幣和區塊鏈逐漸走入主流，這種能源消耗可能只增不減。

人們對於開採加密貨幣所需要的大量能源感到擔憂，進而轉向一些可能未經證實或者不安全的方案，以減少其碳足跡。為此，研究人員開發了一種新的光子集成網路，名為LightHash。該方案使用光子集成網路創建光子區塊鏈，研究人員推測，他將能提供比目前最好的數字電子處理器高10倍的能源效能。

安全地創建比特幣與其運行的計算網路，需要像是SHA256或是HeavyHash這樣的哈希函數，以一種過於複雜而無法撤銷的方式，將輸入的數據轉換為單個輸出數字，而這項過程佔據了能源消耗的絕大部分。因此LightHash改善了先前被稱為HeavyHash的方案，保留了所有安全屬性，並對此進行優化，使其可以與共同設計的矽光子晶片一起工作。該矽光晶片帶有6×6的可編成干涉儀網路，使得矩陣乘法的低能量光學處理成為可能，構成了如今的LightHash。

Lighthash已經可以以接近0的功耗執行乘法運算，但精度卻足以用於數字加密方案。另外，研究人員還致力於通過設計低功耗機電調諧元件和節能轉換器，將光信號轉換成電信號進一步降低能量損耗。目前，LightHash被用於加密貨幣網路，像是Optical Bitcoin和Kaspa等。

「我們的光子區塊鏈方法，還可以用於加密貨幣以外的應用程序。例如，安全傳輸醫療紀錄、智能合約和投票數據等等。」第一作者Sunil Pai說道。這項技術將對於未來的光學計算有著舉足輕重的影響。

資料來源:TechXplore

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