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

Посредством квантового компьютера

Fazer um robô se mover rápido e com precisão não depende só de motores potentes - a grande diferença costuma estar no cálculo por trás do movimento. Segundo o jornal «Коммерсантъ», pesquisadores russos encontraram uma forma de acelerar em dezenas de vezes os processos ligados ao deslocamento de robôs, chegando a um ganho reportado de 30 vezes.

A proposta vem de cientistas do Laboratório Científico de Inteligência Artificial, Análise de Dados e Modelagem имени professor A. N. Gorban, da Universidade Central, do Instituto de IA da Universidade Innopolis e de outras instituições. Eles criaram um novo método para tornar mais ágil o controle de robôs. Aqui, o foco é reduzir a latência entre a decisão sobre qual posição o robô (ou uma parte dele) deve assumir e o momento em que o movimento de fato começa.

Além disso, a expectativa é que os movimentos fiquem mais suaves e melhor otimizados do ponto de vista de custos. Na prática, isso significa que o robô tende a evitar deslocamentos desnecessários.

No geral, o assunto é o que se chama de cinemática inversa. Se uma pessoa normalmente não pensa em como executa um movimento - por exemplo, mover a mão -, no caso de um robô o sistema precisa saber com exatidão como acionar seus elementos para produzir cada ação.

A ideia dos pesquisadores russos é traduzir o problema para um formato adequado a um computador quântico. Como descreve a fonte, nesse modelo 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 tarefa de encontrar o mínimo de uma função quadrática desses zeros e uns.

Esse formato permite usar o recozimento quântico - uma tecnologia implementada em novos processadores - para procurar um mínimo global em um espaço de soluções complexo, ou seja, otimizar os movimentos. Isso é parecido com o modo como muitos músculos humanos se contraem e relaxam para que a mão pegue com precisão uma xícara de café.
Os experimentos foram realizados em um processador quântico real da D-Wave. Os cientistas avaliaram como o comprimento da cadeia (isto é, a capacidade do processador) influencia a precisão das ações e o tempo de execução do algoritmo. Os resultados mostraram que algoritmos híbridos quântico-clássicos alcançaram uma aceleração de mais de 30 vezes em comparação com métodos clássicos baseados em silício.