Prueba de trabajo cuántico: el experimento que podría rediseñar las criptomonedas

Un equipo de investigadores publicó este 26 de marzo en la revista APS Journals una propuesta de ‘arquitectura blockchain’ en la que la minería requiere una computadora cuántica.

El mecanismo se denomina Prueba de Trabajo Cuántico (PoWQ, proof of quantum work) y está diseñado para que solo hardware cuántico pueda ejecutarlo de forma eficiente, haciendo que las computadoras convencionales o los actuales ASIC no puedan competir en el proceso de minería.

El sistema, conforme a lo expuesto, demostró operación estable en «cientos de miles de operaciones de hashing cuántico», el proceso matemático mediante el cual se validan y agregan bloques a una red de criptomonedas.

El prototipo fue implementado en cuatro procesadores de D-Wave, empresa canadiense de computación cuántica, distribuidos geográficamente en América del Norte.

¿Cómo funciona la Prueba de Trabajo Cuántico?

En lugar de pedirle a los mineros que encuentren un número específico (nonce) como hace Bitcoin, el proof of quantum work les pide que produzcan un resultado estadístico que solo hardware cuántico puede generar eficientemente.

Es como pedirle a alguien que adivine exactamente cómo cayeron mil monedas lanzadas al aire simultáneamente: una computadora cuántica puede «lanzar» esas monedas y registrar el resultado en segundos, pero una computadora clásica tendría que simular cada lanzamiento uno por uno, lo que la hace inviable para competir. Esa diferencia es la que convierte al hardware cuántico en el único capaz de minar en este sistema.

La base técnica de esa afirmación no es teórica. En marzo de 2025, el investigador Andrew D. King y su equipo publicaron en la revista Science un experimento en el que procesadores de D-Wave resolvieron simulaciones de física cuántica que métodos clásicos no pudieron igualar en ningún tiempo razonable. Fue la primera demostración documentada de que ese tipo de hardware puede hacer algo que ninguna computadora convencional puede replicar eficientemente.

Los investigadores del paper de APS Journals tomaron exactamente esa tarea y la convirtieron en el núcleo de su mecanismo de consenso. Quien tenga el hardware cuántico correcto puede producir ese resultado; quien no lo tenga, simplemente no puede competir.

Ventajas y desventajas del PoWQ

Conforme al paper, reemplazar la minería clásica por hardware cuántico reduciría significativamente el consumo energético asociado a la red, aunque el estudio no incluye datos comparativos concretos sobre ese ahorro.

Los autores también señalan que el modelo añade una capa de seguridad cuántica al propio mecanismo de consenso, dado que un atacante necesitaría hardware cuántico equivalente para intentar manipular la cadena.

Sin embargo, en contrapartida, una red que solo admita hardware cuántico para participar de su consenso tiene el riesgo de limitar la gobernanza. Ese sistema podría concentrar el poder de minería en quienes pueden costear ese equipamiento, que hoy se limita a un número reducido de laboratorios, empresas y gobiernos.

Un debate que no es nuevo

Este no es el primer estudio que propone vincular la computación cuántica con los mecanismos de consenso de las criptomonedas. Como reportó CriptoNoticias en 2023, un equipo de investigadores de universidades australianas y estadounidenses, en colaboración con la empresa BTQ, publicó una propuesta de PoW basada en muestreo de bosones, una técnica cuántica distinta a la usada por D-Wave.

Ese sistema también argumentaba ser más eficiente energéticamente que la Prueba de Trabajo clásica y aumentar la dificultad de minería a medida que se incorporan más máquinas cuánticas a la red. Si bien no fue implementado en una red en funcionamiento, el experimento de 2023 convalidó que la computación cuántica no solo representa una amenaza para la seguridad de las criptomonedas, sino también una posible herramienta para rediseñar su infraestructura.

La minería de Bitcoin y su resistencia a la computación cuántica

Según un análisis del equipo de Bitfinity, una red de segunda capa (L2) de Bitcoin, el algoritmo SHA-256, que protege la minería, resistiría un ataque cuántico dado que una computadora cuántica solo podría reducir la seguridad de BTC a la mitad (de 256 a 128 bits), un margen insuficiente para comprometer el mecanismo de consenso de Bitcoin, PoW.

La amenaza cuántica real para Bitcoin no apunta a la minería sino a las firmas digitales. El algoritmo ECDSA (Algoritmo de Firma Digital de Curva Elíptica) que protege las firmas de las transacciones sí sería vulnerable a computadoras cuánticas suficientemente potentes.

En conjunto, el paper de APS Journals ilustra una paradoja que define el momento actual de la computación cuántica y las criptomonedas: la misma tecnología que podría eventualmente amenazar la seguridad de las firmas digitales de Bitcoin también podría convertirse en la base de un nuevo modelo de minería más eficiente energéticamente y resistente a ataques clásicos.