رایانش کوانتومی، عملکرد رهگیری پرتو را در بازی‌ها تا ۱۹۰ درصد بهبود می‌بخشد

محققان در سراسر ایالات متحده، پرتغال و بریتانیا پیش‌بینی کرده‌اند که راهکار الزامات عملکرد سنگین فناوری رهگیری پرتو (Ray-Tracing) احتمالاً ترکیبی از الگوریتم‌های قدیمی‌تر این تکنولوژی با محسابات کوانتومی خواهد بود. رایانش کوانتومی در مقاله‌ای تحقیقاتی که به‌تازگی منتشر شده، بار کاری رهگیری پرتو را افزایش داده و عملکرد آن را تا ۱۹۰ درصد بهبود بخشیده است. این فرایند با محدود کردن تعداد محاسبات مورد نیاز هر پرتو انجام می‌شود.

رهگیری پرتو در فناوری گرافیک، امکان جهش تکاملی در بازی را به‌خصوص درمورد نحوه‌ی رندر شدن بازی‌ها فراهم کرده؛ بااین‌حال، عملکرد و توانایی توسعه‌دهندگان برای اتخاذ فرايندها، در مقایسه با پیچیدگی‌ها بسیار ناچیز بوده است. مشکل در سخت‌افزار و الزامات محاسباتی فناوری رهگیری پرتو و نیاز به سخت‌افزار خاص است که بیشتر کاربران را از فناوری اصلی دور می‌کند.

به گزارش Wccftech، فناوری DLSS انویدیا، AMD FSR 2.0 و ارتقادهنده‌های نسل بعدی XeSS اینتل، معایب عملکردی را که پس از استفاده از رهگیری پرتو فعال در سخت‌افزار به‌ وجود می‌آید خنثی می‌کنند. ارتقادهنده‌های فردی تعداد پیکسل‌های ارائه‌شده را به حداقل کاهش می‌دهند تا پیچیدگی‌های فرمولی یک صحنه‌ی خاص را قبل از بازسازی تصویر به‌وضوح خروجی موردنیاز محدود کنند.

محققان توضیح می‌دهند محاسبات کوانتومی چگونه می‌تواند به‌طور بالقوه، عملکرد پردازشی ناشی از فناوری‌های رهگیری پرتو را بهبود دهد. این گروه، یک تصویر ۱۲۸ در ۱۲۸ پیکسل را با پردازش پرتو فعال گرفته و با استفاده از سه استراتژی مختلف، بهینه کرده است. این سه فرایند عبارت بود از تکنیک‌های رندر کلاسیک، رندر کوانتومی بهینه‌نشده و سپس رندر کوانتومی بهینه‌شده. اولین تکنیک ۲۶۷۸ میلیون تقاطع پرتو را روی تصویر سه‌بعدی محاسبه کرد و این یعنی ۶۴ پرتو به‌ازای هر پرتو ارائه کرده است. رویکرد غیربهینه، عدد اول را به‌نصف کاهش داد و برای ارائه‌ی ۳۳٫۶ پرتو، به ۱۳۶۶ میلیون تقاطع نیاز داشت. تکنیک کوانتومی بهینه‌شده که به سیستم کلاسیک پیوسته، با ۸۹۶ هزار تقاطع، ۲۲٫۱ پرتو ارائه کرد.

مهم‌ترین نقطه‌ضعف این تکنیک، سیستم محاسبات کوانتومی بود. رایانه‌ها و دستگاه‌های کوانتومی درحال‌حاضر در رده‌ی محصولات NISQ یا Noisy Intermediate Scale Quantum درحال توسعه هستند. این سیستم‌های پیچیده بالاترین عملکرد ممکن را ارائه نمی‌دهند، بنابراین برای رندر صحیح هر تصویر به چندین ساعت محاسبه نیاز دارند. این دسته برای شبیه‌سازی عالی است، اما درحال‌حاضر گزینه مناسبی برای رندر بازی‌ها محسوب نمی‌شود.

حتی با وجود اینکه نتایج این تحقیق عالی بود، فناوری مورد استفاده در آن هنوز برای کاربران عادی آماده نیست. با روند فعلی محاسبات کوانتومی یک تا دو سال گذشته، فقط بخشی کوچک از محاسبات کوانتومی برای استفاده‌ی عمومی دردسترس است. IBM قصد دارد حجم محاسبات کوانتومی را در سال‌های آينده افزایش دهد، اما مشخص نیست که این فناوری در مدت‌ زمان کوتاه چقدر پیشرفت خواهد کرد.