Je n'ai connaissance d'aucune méthode permettant d'y parvenir qui ne soit pas assortie d'importantes mises en garde.
S'il s'agissait d'un Chromebook, vous pourriez utiliser Crouton pour parvenir à ce résultat. Mais cela revient à partager le noyau entre Chrome OS et une autre distribution, nominalement Ubuntu. Comme Windows et Linux utilisent des noyaux différents, cette approche ne serait pas possible. Ils ne fonctionneraient pas bien ensemble.
Pour démarrer le système d'exploitation, le noyau doit avoir un accès de bas niveau au matériel, et faire fonctionner deux noyaux différents (Windows et Linux) côte à côte ne serait pas très facile à réaliser, voire impossible.
Une forme de virtualisation est probablement votre seul recours si vous tenez à utiliser un seul ordinateur. Je n'utilise pas de Mac, mais d'après ce que j'ai vu, Parallels est assez transparent - vous pouvez "passer" d'un système d'exploitation à l'autre à l'aide d'un raccourci clavier. J'ai utilisé VMWare sur Windows et Linux et j'ai été surpris par les performances du système d'exploitation hébergé (invité), il est très proche du système natif (bien que je n'aie pas testé de charges de travail graphiquement intenses). VirtualBox est open-source et gratuit, il fonctionne bien, mais VMWare fonctionne beaucoup mieux. Je pense qu'il existe une version gratuite limitée.
Si vous tenez à avoir des performances natives pour les deux systèmes d'exploitation, le double démarrage est le seul moyen d'y parvenir. Si vous disposez d'un disque SSD rapide (par exemple un Samsung 960 ou similaire), le redémarrage ne devrait pas prendre trop de temps.