Il Quantum Computing renderà il Ray Tracing meno complesso

Un tecnica di rendering quantistico ottimizzato porta a indiscutibili vantaggi a livello prestazionale rispetto a quella attuale.

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a cura di Antonello Buzzi

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Sappiamo che il Quantum Computing costituisce il futuro, dato che permetterà di effettuare calcoli complessi praticamente inaccessibili agli elaboratori basati su un'architettura "standard". A quanto pare, stando a un team internazionale di ricercatori inglesi, americani e portoghesi, il Quantum Computing potrebbe portare a evidenti vantaggi anche nel campo del Ray Tracing. In particolare, secondo il loro articolo (attualmente in preprint), i carichi di lavoro di Ray Tracing assistiti dall'informatica quantistica potrebbero avere prestazioni migliorate sino al 190%, dando un boost non indifferente alle performance.

I ricercatori hanno eseguito il rendering di una piccola immagine 128x128 con tre approcci: rendering classico, rendering quantistico non ottimizzato e rendering quantistico ottimizzato. Il rendering classico ha richiesto il calcolo di 2.678 milioni di intersezioni di raggi sulla piccola immagine 3D (64 per raggio); quella quantistica non ottimizzata ha quasi dimezzato questo numero, richiedendo solo 33,6 valutazioni di intersezione per raggio (per un totale di 1.366 milioni di intersezioni di raggi) e, infine, quello ibrido quantistico-classico ottimizzato è riuscito a renderizzare la stessa immagine con solo 896.000 valutazioni di intersezione, con una media di 22,1 per raggio. I numeri parlano da soli: la tecnica quantistica ottimizzata è risultata molto più veloce rispetto alle altre, soprattutto a quella attuale.

Il Ray Tracing in tempo reale, una volta appannaggio delle workstation più potenti, si è diffuso anche nel mondo consumer grazie alla serie GeForce RTX 20 di NVIDIA, che conteneva all'interno delle GPU delle unità dedicate a calcoli specifici. In seguito, queste unità si sono evolute nelle serie RTX 30 e anche AMD ha dovuto adeguarsi con le Radeon RX 6000 (sebbene, visto che si tratta della prima generazione per l'azienda di Sunnyvale, le performance non siano al livello della diretta concorrente). Tuttavia, attivare gli effetti di Ray Tracing continua a portare a vistosi cali a livello di frame rate, tanto che si sono rese necessarie tecnologie come il DLSS di NVIDIA e FSR di AMD (nonché il prossimo XeSS di Intel) per riuscire a riportare le prestazioni a livelli più accettabili, nonostante soluzioni di questo tipo possano introdurre alcuni problemi alla qualità delle immagini finali.

Di sicuro, la ricerca apre le porte a un rendering basato su un approccio ibrido, che, tuttavia, richiederà ancora diversi anni prima di avere applicazioni pratiche su larga scala. Allo stato attuale, non ci rimane altro che restare in attesa di ulteriori sviluppi, per i quali dovremo attendere ancora a lungo.