إعادة بناء أجزاء الصور (RGB) بأسلوب هجين مبني على المنطق الكمي باستعمال Mitsuba 3 وQiskit

الملخص

        يعمل تتبع المسار (Path tracing) على إنتاج صور واقعية فيزيائياً من خلال تقدير انتقال الضوء عبر أخذ عينات "مونت كارلو". لكن الحصول على جودة عالية يتطلب عدداً كبيراً من العينات لكل بكسل. وتقدم هذه الورقة معياراً (Benchmark) هجيناً متواضعاً يربط بين التصيير الفيزيائي (physically based rendering) في نظام "Mitsuba 3" وتجارب الدوائر الكمومية في "Qiskit". تم تصيير مشهد "Cornell Box" كلاسيكياً، واستخراج منطقة اهتمام (ROI) بحجم 8 × 8 بكسل من صورة مرجعية ذات 256 عينة لكل بكسل، حيث تم ترميز قيمة كل قناة لونية (الأحمر، الأخضر، والأزرق) باعتبارها احتمالية قياس في كيو بت (qubit) واحد باستخدام دوران "Ry". تم تقييم مقدِّرين (estimators): أخذ عينات "بيرنولي" المباشر للكيو بت المُجهز، ودائرة تضخيم على نمط "غروفر" (Grover-style) متبوعة بعكس الاحتمالية. وأظهر المقدِّر البسيط (Naive) سلوكاً متوقعاً، حيث انخفض متوسط مربع الخطأ (MSE) للألوان RGB من 0.00480 عند 32 محاولة (shots) إلى 0.000124 عند 1024 محاولة. في المقابل، ظل المقدِّر المُضخَّم الحالي بالقرب من 0.036 كمتوسط مربع خطأ (MSE) عبر كافة عدد المحاولات، مما يشير إلى أن دائرة التضخيم المختبرة أو عملية عكس الاحتمالية غير مناسبة لمهمة إعادة بناء القنوات القياسية الحالية. وبناءً عليه، يساهم هذا العمل في تقديم معيار قابل للتكرار يربط بين "Mitsuba" و"Qiskit" ويوفر نتيجة تشخيصية سلبية، بدلاً من تقديم أدلة على وجود تتبع أشعة كمومي كامل أو تسريع عملي في التصيير.