La música también puede crecer de la mano de la tecnología. Con los ordenadores cuánticos, artistas e ingenieros se unen para explorar todas las posibilidades que ofrecen estos dispositivos en desarrollo.
El arte de la música muchas veces ha ido de la mano de la tecnología. En 1840, la matemática Ada Lovelace ya especuló que los ‘protoordenadores’ que había en la época podrían en un futuro “componer piezas musicales elaboradas” basándose en sus propiedades matemáticas.
Desde entonces, estas incursiones han pasado por la música pionera con sintetizadores de Mort Garson hasta los ritmos electrónicos en Brat de Charlie XCX y las apps de producción en un teléfono móvil, haciendo que la aparición de nuevos dispositivos signifique nuevas formas de aplicación. Ahora, con el incipiente desarrollo de los ordenadores cuánticos, vuelve a surgir la pregunta: ¿qué puede hacer este tipo de computación por la música?
Osvaldo Jiménez, doctor en óptica cuántica e investigador en la Universitat Ramón Llull (Barcelona), explica a SINC que estos computadores usan las reglas de la física cuántica para funcionar.
“Los ordenadores clásicos se basan en interruptores que van dejando pasar o no señales eléctricas, que se traducen en unos y ceros, y su unidad básica de información es el bit. Los ordenadores cuánticos se basan en partículas subatómicas que tienen propiedades cuánticas, y su unidad es el cúbit”, señala Jiménez.
Las propiedades cuánticas que usan estos computadores son la superposición y el entrelazamiento. “Un átomo está en superposición si está en dos situaciones al mismo tiempo”, explica Jiménez, algo posible en el mundo subatómico. Además, dos de estos átomos pueden mantener una especie de comunicación que se llama entrelazamiento. “Estas propiedades son las que nos ayudan a construir ordenadores cuánticos”, indica el investigador.
La música puede aprovechar estas propiedades, y varios compañías y centros de investigación ya están en ello. Una de las vías es investigar la sonificación de un cúbit, es decir, saber qué significa el sonido cuando hablamos de un cúbit. Esto es lo que hizo Eduardo Miranda, compositor e investigador de la Universidad de Plymouth, en Reino Unido.
“Cuando se comenzaron a usar los ordenadores, los compositores tuvieron que pensar un poco diferente. Ahora me pregunto, ¿cuál es la forma cuántica de pensar con estos nuevos computadores?”, dice Miranda a SINC.
El equipo del investigador creó el Q1Synth, un sistema que sintetiza sonidos a partir de los vectores de estado y las mediciones de un cúbit. Los detalles se publicaron en 2023 en la revista Applied Sciences.
Q1Synth se presenta en la pantalla de un ordenador como una esfera que representa un cúbit. El intérprete toca el instrumento girando la esfera con un ratón y, mientras gira, se produce un sonido que cambia continuamente. Para realizar las mediciones, este sistema se conecta con un ordenador cuántico a distancia, a través de internet. Actualmente utiliza una máquina desarrollada por IQM en Finlandia. Una versión más sencilla de este sistema está disponible de forma gratuita en su página web.
Captura de pantalla del sistema de sonificación de un cúbit Q1Synth desarrollado por la Universidad de Plymouth
En 2022, Miranda y su equipo compusieron la obra Spinnings utilizando tres de estos instrumentos, cada uno tocado por un intérprete. En este caso, los músicos crearon estados cuánticos y mediciones con tres cúbits. El compositor subraya que, por el momento, no se trata de un estilo musical diferente, sino de una herramienta más.
Otro de los atractivos que tiene la computación cuántica para la música es la aleatoriedad genuina que consigue. Ya en el siglo XX se compusieron obras utilizando el concepto del azar, como Music of changes, de 1951, en la que el artista estadounidense John Cage utilizó el texto clásico chino de adivinación I Ching para aplicar decisiones de composición usando tablas de sonido, duraciones, dinámicas y tempos.
Sin embargo, generar esta aleatoriedad natural en los ordenadores no es fácil. Los clásicos solo pueden ofrecer una pseudoaleatoriedad generada algorítmicamente y que al cabo de un tiempo acaba repitiendo patrones. Según Osvaldo Jiménez, la inteligencia artificial tampoco puede generar una aleatoriedad verdadera, ya que “se basa en los datos que ya existen o que le proporcionas, así que solo pueden darte música en función de esos parámetros”.
Esto cambia en los ordenadores cuánticos. Sus propiedades de superposición (que un átomo pueda estar en dos estados a la vez) y entrelazamiento (la comunicación entre dos de estos átomos) permiten que puedan crear una aleatoriedad genuina.
Estas propiedades son las que usaron la compositora Reiko Yamada y el profesor Maciej Lewenstein, ambos del grupo de Teoría óptica cuántica del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) en Castelldefells, en el proyecto de investigación Interpreting Quantum Randomness (Interpretando la Aleatoriedad Cuántica).
En esta obra presentaron una serie aleatoria de timbres y frecuencias nuevas creadas a partir de la aplicación de los principios de la teoría cuántica a la música. Su método fue publicado en el International Journal of Music Science, Technology and Art.
Miranda también hizo uso de esta propiedad al crear la sonata Qubism para la orquesta de cámara y electrónica London Sinfonietta. En ella, el sistema extrajo reglas de secuenciación de la música de entrada y la representó como estados cuánticos. A continuación, generó respuestas basadas en esas reglas.
Según el investigador, las respuestas del ordenador cuántico “son impredecibles”, lo que lo hace “intrigante”, pero muchas veces también genera malas combinaciones. “Ahí es dónde entra el criterio humano para distinguir lo que se quiere incluir en la pieza y lo que no”, añade.
Tanto Jiménez como Miranda coinciden en que los ordenadores cuánticos están en fases muy iniciales, pero tienen gran potencial. Según Jiménez, podrán ser un gran complemento. “Ahora hay pocas cosas que solo los ordenadores cuánticos puedan hacer”, señala, “pero en el futuro serán algo complementario a los ordenadores clásicos”.
Miranda indica que ahora “no pueden competir con los supercomputadores”, que siguen siendo más potentes. Sin embargo, para el investigador es una “nueva forma de crear” y los artistas “deben empezar a explorar esta nueva herramienta”.
Ahora hay pocas cosas que solo los ordenadores cuánticos puedan hacer, pero en el futuro serán algo complementario a los ordenadores clásicos
Eso es lo que hace la empresa británica Moth, que ya está desarrollando proyectos con artistas para que puedan experimentar con herramientas cuánticas. “A veces colaboramos con un artista mientras utiliza nuestras herramientas y aplicaciones, y otras integramos directamente al artista en el proceso de desarrollo”, dice a SINC Harry Kumar, ingeniero de sonido y cofundador de Moth.
Según Kumar, en Moth quieren que las herramientas cuánticas salgan de los ambientes académicos y de las grandes tecnológicas y lleguen a los artistas y a un público más amplio.
“Las raves son un ejemplo perfecto. Históricamente han sido espacios donde evolucionan la cultura musical y la experimentación tecnológica. El año pasado, desde Moth apoyamos una ‘rave cuántica’ en Londres, comisariada por el artista Atay Ilgun. El músico pudo crear en un espacio en el que algunas de las primeras herramientas cuánticas de Moth podían probarse en un entorno de discoteca”, señala.
Es posible que los ordenadores cuánticos, en un futuro, estén en manos de unas pocas tecnológicas. Para evitarlo, los músicos tenemos que empezar a trabajar con ellos para poder demandar un acceso más democrático
Kumar dice que lo que le entusiasma “no es necesariamente la idea de nuevas frecuencias o sonidos que solo un ordenador cuántico podría producir: un ordenador cuántico no abre un portal a un espectro sonoro oculto. En cambio, abre nuevos métodos de creación. E históricamente, es a través de nuevas formas de crear como nacen nuevos estilos, nuevas estéticas e incluso nuevas culturas”.
En este sentido, Miranda insiste en seguir por este camino para que la computación cuántica pueda llegar a los profesionales de la música. “Es posible que los ordenadores cuánticos, en un futuro, estén en manos de unas pocas tecnológicas. Para evitarlo, los músicos tenemos que empezar a trabajar con ellos para saber qué queremos de ellos y demandar un acceso más democrático”, dice el investigador. “Se trata de educar al mayor número de personas posible desde ahora y no esperar a que las cosas estén listas”, añade.
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