Första kvantmusikkompositionen avslöjad

Ett av kännetecknen för 1900-talets konst är dess ökande abstraktionsnivå från kubism och surrealism under de första åren till abstrakt expressionism och matematisk fotografi senare. Så en intressant fråga är vilka ytterligare abstraktioner vi kan se fram emot under 2000-talet?

Idag får vi ett svar tack vare Karl Svozils arbete, en teoretisk fysiker vid tekniska universitetet i Wien och hans kompis Volkmar Putz. De här killarna har kartlagt ett sätt att representera musik med hjälp av kvantteorins konstiga egenskaper. Den resulterande konsten är musikens kvantmotsvarighet och visar många av kvantvärldens bisarra egenskaper.

Svozil och Putz börjar med att diskutera hur det kan vara möjligt att representera en ton eller oktav av toner i kvantform och med att utveckla de matematiska verktygen för att hantera kvantmusik.

De börjar med att tänka på de sju tonerna i en kvantoktav som oberoende händelser vars sannolikheter summerar till en. I detta scenario kan kvantmusik representeras av en matematisk struktur som kallas ett sjudimensionellt Hilbert-rum.

Ett rent kvantmusikaliskt tillstånd skulle då bestå av en linjär kombination av de sju tonerna med en specifik sannolikhet förknippad med var och en. Och en kvantmelodi skulle vara utvecklingen av ett sådant tillstånd över tiden.

En publik som lyssnar på en sådan melodi skulle få en bisarr upplevelse. I den klassiska världen hör alla i publiken samma sekvens av toner. Men när ett kvantmusikaliskt tillstånd observeras, kan det kollapsa till vilken som helst av tonerna som utgör det. Anteckningen som bildas är helt slumpmässig men sannolikheten att den inträffar beror på den exakta linjära sammansättningen av tillståndet.

Och eftersom denna process är slumpmässig för alla observatörer, kommer den resulterande anteckningen inte vara lika för varje medlem i publiken.

Svozil och Puz kallar denna kvantparallell musikalisk återgivning. En klassisk publik kan uppfatta en och samma kvantmusikaliska komposition väldigt olika, säger de.

Som ett exempel beskriver de egenskaperna hos en kvantkomposition skapad med två toner: C och G. De visar hur en lyssnare i ett fall kan uppfatta en ton som ett C i 64 procent av fallen och som ett G i 36 procent av fallen .

De fortsätter med att visa hur en kvantmelodi med två toner leder till fyra möjliga utfall: ett C följt av ett G, ett G följt av ett C, ett C följt av ett C och G följt av ett G. Och de beräknar sannolikheten för att en lyssnare ska uppleva dessa under en given föreställning. Därmed kan en enda kvantkomposition yttra sig under lyssningen på väldigt olika sätt, säger Svozil och Putz. Detta är världens första beskrivning av en kvantmelodi.

Forskarna fortsätter med att diskutera det märkliga kvantfenomenet intrassling i musiksammanhang. Entanglement är den djupa kopplingen mellan kvantobjekt som delar samma existens även om de kan finnas i olika delar av universum. Så en mätning på den ena påverkar omedelbart den andra, oavsett avståndet mellan dem.

Exakt vilken form detta kan ta i den kvantmusikaliska världen är inte klart. Men det öppnar möjligheten för en publik som lyssnar på en kvantmelodi i en del av universum och påverkar en kvantmelodi i en annan del.

Svozil och Putz tar också ett grepp om att utveckla en notation för kvantmusik (se bilden ovan).

Det tar musikalisk komposition till en ny abstraktionsnivå. Detta erbjuder möjligheter för aleatorik i musik långt bortom de klassiska aleatoriska metoderna hos John Cage och hans allierade, säger de.

Det finns dock ett uppenbart problem. Ingen vet hur man skapar kvantmusik eller hur en människa kan uppleva den. Svozil och Putz arbete är helt teoretiskt.

Det borde inte hindra författarna eller någon annan från att framföra en kvantmusikalisk komposition. Det borde vara enkelt att simulera effekten med en vanlig dator och en uppsättning hörlurar. Så istället för kvantmusik kunde vi uppleva en kvantmusiksimulering.

Det är intressant arbete som också har konsekvenser för andra konstformer. Vad sägs om kvantskulptur som förändras för varje observatör eller en kvantmobil som är intrasslad med en annan någon annanstans i universum.

En sak verkar klar. Kvantkonst kommer, eller åtminstone simuleringen av den. Så bli inte förvånad om du snart hittar en kvantmelodi som spelas i ett auditorium nära dig.

Ref: arxiv.org/abs/1503.09045 : Kvantmusik

Dölj