美國(guó)、葡萄牙和英國(guó)的研究人員預(yù)測(cè)，解決光線追蹤的高額性能要求的辦法可能是將舊的光線追蹤算法與量子計(jì)算混合起來。在最近發(fā)表的一份研究白皮書中，量子計(jì)算增強(qiáng)了光線追蹤的工作負(fù)荷，性能提高了190%。這個(gè)過程是通過限制每條光線所需的計(jì)算數(shù)量來完成的。
圖形技術(shù)中的光線追蹤使游戲有了進(jìn)化的飛躍，特別是游戲的渲染方式。然而，與復(fù)雜性相比，性能和開發(fā)人員正確采用這一過程的能力都是次要的。問題在于光線追蹤技術(shù)的硬件和計(jì)算要求，以及對(duì)特定硬件的必要性，這限制了大多數(shù)用戶對(duì)核心技術(shù)的使用。
研究人員描述了量子計(jì)算如何有可能將光線追蹤技術(shù)造成的處理稅降到最低。該小組取了一張啟用了光線追蹤技術(shù)的128×128的圖像，并使用三種不同的策略對(duì)該圖像進(jìn)行了優(yōu)化。這三個(gè)過程是經(jīng)典的渲染技術(shù)，未經(jīng)優(yōu)化的量子渲染，然后是對(duì)量子渲染的優(yōu)化。第一種技術(shù)在三維圖像上計(jì)算了26.78億個(gè)光線交叉點(diǎn)，為每條單獨(dú)的光線提供了64個(gè)。未優(yōu)化的方法將第一個(gè)數(shù)字減少了一半，只需要33.6個(gè)光線交叉點(diǎn)，相當(dāng)于13.66億個(gè)光線交叉點(diǎn)。利用優(yōu)化的量子技術(shù)和經(jīng)典系統(tǒng)，最后的嘗試呈現(xiàn)了89.6萬個(gè)交叉點(diǎn)，每條射線有22.1個(gè)交叉點(diǎn)的圖像。
該技術(shù)最重要的缺點(diǎn)是量子計(jì)算系統(tǒng)。量子計(jì)算機(jī)和設(shè)備目前正在開發(fā)NISQ，即噪聲中等規(guī)模的量子產(chǎn)品類別。這些錯(cuò)綜復(fù)雜的系統(tǒng)在性能上不是最高的，所以渲染需要幾個(gè)小時(shí)來正確計(jì)算每個(gè)圖像。這個(gè)類別非常適合模擬，但目前對(duì)于渲染游戲來說，它幾乎不是一個(gè)可行的選擇。
盡管結(jié)果很好，但該技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能用于生產(chǎn)。在過去一年到兩年里，以目前量子計(jì)算的趨勢(shì)，我們只看到了少量的量子計(jì)算可供使用。IBM計(jì)劃在未來幾年增加量子計(jì)算的數(shù)量，但該技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)會(huì)有多大的進(jìn)步還不得而知。
稿源：cnBeta
