Сложность трассировки лучей втрое снизили с помощью квантовых вычислений

До широкого применения такого решения пока очень далеко.

Исследователи из университетов США, Великобритании и Португалии предложили любопытный метод оптимизации трассировки лучей. Для уменьшения количества пересечений лучей с объектами, которые надо обсчитать, предлагается использовать квантовые вычисления.

В препринте своей работы исследователи описывают гибридный рендер на базе классических алгоритмов трассировки, дополненных квантовыми вычислениями. В идеале, отмечают исследователи, следовало бы создать чисто квантовый рендер, но сейчас это невозможно.

В итоге квантовые вычисления используются только для оптимизации: с помощью квантового поиска отсеиваются лучи, которые не нужно обрабатывать для получения изображения сцены. Примечательно, что исследователи не только описали гибридный рендер, но и реализовали его.

Из-за ограничений, связанных со скоростью квантовых вычислений, тестовая сцена была с разрешением 128 на 128 пикселей. Ее отрендерили тремя способами: классический подход, неоптимизированный квантовый рендеринг и его оптимизированная версия.

В итоге удалось уменьшить сложность сцены примерно втрое. Классический алгоритм обрабатывал 2.678 миллиона пересечений, использование квантовых вычислений позволило снизить число пересечений до 1.366 миллиона, оптимизация снизила их количество до 896 тысяч.

Как полагают исследователи, это первая реализация частично квантового рендеринга на базе трассировки лучей. Хотя обработку лучей удалось значительно ускорить, в обозримом будущем такой рендеринг вряд ли будет широко применяться.