No D-Wave, computador quântico acelera os movimentos de robôs em 30 vezes

Посредством квантового компьютера

Robôs podem até parecer “naturais” quando se movem, mas por trás disso existe um gargalo bem específico: o tempo entre o sistema decidir qual posição o robô deve assumir e o movimento de fato começar. Segundo o jornal «Коммерсантъ», pesquisadores russos encontraram uma forma de acelerar esse processo em dezenas de vezes - mais precisamente, em 30 vezes.

A proposta foi desenvolvida por cientistas do Laboratório Científico de IA, análise de dados e modelagem имени профессора А. Н. Горбаня da Universidade Central, do Instituto de IA da Universidade de Innopolis e de outros institutos. O método mira diretamente a latência no controle de robôs - o atraso entre a decisão (por exemplo, onde deve estar um braço ou uma articulação) e o início real desse deslocamento.

Além disso, a expectativa é que os movimentos fiquem mais suaves e mais otimizados em termos de custo. Na prática, isso significa menos “gestos” desnecessários: o robô evita trajetórias redundantes e tende a se mover de forma mais eficiente.

No fundo, o tema aqui é o que se chama de cinemática inversa. Uma pessoa normalmente não pensa em como executa um movimento - como estender o braço para pegar um objeto -, mas, no caso de um robô, o sistema precisa calcular com precisão como acionar cada parte para chegar ao movimento desejado.

A sacada dos pesquisadores russos foi converter esse problema para um formato adequado a um computador quântico. De acordo com a fonte, os ângulos entre as “juntas” do robô são codificados como uma sequência especial de cadeias de zeros e uns, e a busca pela melhor posição vira a busca do mínimo de uma função quadrática desses zeros e uns.

Esse formato permite usar o recozimento quântico - tecnologia implementada em novos processadores - para encontrar o mínimo global em um espaço complexo de soluções, ou seja, otimizar os movimentos. É semelhante a como vários músculos humanos contraem e relaxam para que a mão pegue com precisão uma xícara de café.

Os experimentos foram feitos em um processador quântico real da D-Wave. Os cientistas avaliaram como o comprimento da cadeia (isto é, o “tamanho”/capacidade do processador) afeta a precisão das ações e o tempo de execução do algoritmo. Os resultados mostraram que algoritmos híbridos quântico-clássicos alcançaram uma aceleração superior a 30 vezes em comparação com métodos clássicos em silício.