Svelata la prima composizione musicale quantistica

Una delle caratteristiche dell'arte del 20° secolo è il suo crescente livello di astrazione dal cubismo e dal surrealismo nei primi anni all'espressionismo astratto e alla fotografia matematica in seguito. Quindi una domanda interessante è: quali ulteriori astrazioni possiamo aspettarci nel 21° secolo?

Oggi riceviamo una risposta grazie al lavoro di Karl Svozil, fisico teorico dell'Università della Tecnologia di Vienna e del suo amico Volkmar Putz. Questi ragazzi hanno tracciato un modo per rappresentare la musica usando le strane caratteristiche della teoria quantistica. L'arte risultante è l'equivalente quantistico della musica e dimostra molte delle bizzarre proprietà del mondo quantistico.

Svozil e Putz iniziano discutendo come potrebbe essere possibile rappresentare una nota o un'ottava di note in forma quantistica e sviluppando gli strumenti matematici per gestire la musica quantistica.

Iniziano pensando alle sette note in un'ottava quantistica come eventi indipendenti le cui probabilità si sommano a uno. In questo scenario, la musica quantistica può essere rappresentata da una struttura matematica nota come spazio di Hilbert a sette dimensioni.

Uno stato musicale quantistico puro sarebbe quindi costituito da una combinazione lineare delle sette note con una probabilità specifica associata a ciascuna. E una melodia quantistica sarebbe l'evoluzione di un tale stato nel tempo.

Un pubblico che ascolta una tale melodia avrebbe un'esperienza bizzarra. Nel mondo classico, ogni membro del pubblico ascolta la stessa sequenza di note. Ma quando si osserva uno stato musicale quantistico, può collassare in una qualsiasi delle note che lo compongono. La nota che si forma è del tutto casuale ma la probabilità che si verifichi dipende dalla precisa composizione lineare dello stato.

E poiché questo processo è casuale per tutti gli osservatori, la nota risultante lo farà non essere lo stesso per ogni membro del pubblico.

Svozil e Puz chiamano questa resa musicale parallela quantistica. Un pubblico classico può percepire la stessa composizione musicale quantistica in modo molto diverso, dicono.

A titolo di esempio descrivono le proprietà di una composizione quantistica creata utilizzando due note: C e G. Mostrano come in un caso un ascoltatore potrebbe percepire una nota come C nel 64% dei casi e come G nel 36% dei casi .

Proseguono mostrando come una melodia quantistica di due note porti a quattro possibili risultati: un C seguito da un G, un G seguito da un C, un C seguito da un C e G seguito da un G. E calcolano il probabilità che un ascoltatore li sperimenti durante una data performance. In tal modo una singola composizione quantistica può manifestarsi durante l'ascolto in modi molto diversi, affermano Svozil e Putz. Questa è la prima descrizione al mondo di una melodia quantistica.

I ricercatori continuano a discutere lo strano fenomeno quantistico dell'entanglement nel contesto della musica. L'entanglement è la connessione profonda tra oggetti quantistici che condividono la stessa esistenza anche se possono trovarsi in parti diverse dell'universo. Quindi una misurazione su uno influenza immediatamente l'altro, indipendentemente dalla distanza tra di loro.

Non è chiara esattamente quale forma questo potrebbe assumere nel mondo della musica quantistica. Ma apre la prospettiva di un pubblico che ascolta una melodia quantistica in una parte dell'universo che influenza una melodia quantistica in un'altra parte.

Svozil e Putz si cimentano anche nello sviluppo di una notazione per la musica quantistica (vedi immagine sopra).

Ciò porta la composizione musicale a un nuovo livello di astrazione. Questo offre possibilità di aleatorio nella musica ben oltre i metodi aleatori classici di John Cage e dei suoi alleati, dicono.

C'è un problema evidente, tuttavia. Nessuno sa come creare musica quantistica o come un essere umano potrebbe essere in grado di sperimentarla. Il lavoro di Svozil e Putz è interamente teorico.

Ciò non dovrebbe impedire agli autori o a chiunque altro di eseguire una composizione musicale quantistica. Dovrebbe essere semplice simulare l'effetto usando un normale computer e un paio di cuffie. Quindi, invece della musica quantistica, potremmo sperimentare una simulazione di musica quantistica.

È un lavoro interessante che ha implicazioni anche per altre forme d'arte. Che ne dici di una scultura quantistica che cambia per ogni osservatore o di un mobile quantistico che è intrecciato con un altro altrove nell'universo.

Una cosa sembra chiara. L'arte quantistica sta arrivando, o almeno la sua simulazione. Quindi non sorprenderti se un giorno troverai una melodia quantistica che suona in un auditorium vicino a te.

Rif: arxiv.org/abs/1503.09045 : Musica quantistica

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