Educação Cultural e Artística na era NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum).

A resignificação da cultura artística pela computação quântica.

Educação artística compreende o ensino de técnicas com o uso das tecnologias adequadas que possibilite a manifestação das expressões culturais de um povo para o desenvolvimento do intelecto criativo das pessoas com interesse em uma determinada forma de arte.

Segundo o dicionário Oxford Language, arte é a "i) produção consciente de obras, formas ou objetos voltada para a concretização de um ideal de beleza e harmonia ou para a expressão da subjetividade humana; ii) habilidade ou disposição dirigida para a execução de uma finalidade prática ou teórica, realizada de uma forma consciente, controlada e racional."

Desde sempre, artistas buscaram aperfeiçoar suas ferramentas de produção artísticas, atualizando-as, não apenas com o intuito de valorizar monetariamente as suas obras, mas também para fazer com que as suas práticas de manifestações artísticas pudessem acompanhar o processo de desenvolvimento evolutivo dos povos daquela determinada época.

É possível perceber este processo de atualização por toda história da humanidade pelas ferramentas utilizadas em cada época da história das artes, principalmente a partir de meados do século XX com o advento dos computadores eletrônicos e a chegada da era digital.

Por isso, esse foi um processo natural que, na entrada do século XXI ou terceiro milênio, a influência das práticas computacionais nas artes fossem intensificadas, ainda mais agora com a computação quântica emergente e em evolução continua nesta era dos computadores NISQ (Noisy Intermadiate-Scale Quantum) ou quântico de escala intermediária ruidoso.

Representação artística da saída de um circuito quântico de 10 Qubits aleatórios.

A computação quântica é uma tecnologia que utiliza os fenômenos da mecânica ou física quântica e seus experimentos tem demonstrados as possibilidades desses computadores superarem os recursos dos compitadores clássicos ou tradicionais que trabalham com base no sistema binário (bits) ou seja, 0s (zeros) ou 1s, pois os computadores quânticos trabalham com sistemas de bits quânticos (Qubits) ou seja, 0s (zeros) e 1s, possibilitando assim os fenômenos da superposição, da interferência, do emaranhamento quântico, entre outros que ainda podem ser descobertos.

Apesar de hoje ainda não existir nenhum computador quântico universal, pois os atuais da era NISQ são tolerantes as falhas ou seja, dependentes da correção de erros quânticos por decorrência e/ou ruído, espera-se que os computadores quânticos da próxima era, os universais, sejam capazes de responderem as muitas das nossas complexas problemáticas da atualidade, como por exemplo e principalmente nas áreas da química, novos materiais, astronomia, meio ambiente, finanças, entre muitas outras questões.

Porém, existe uma área de atuação e um grupo de pessoas que pouco se cogita do uso da computação quântica, mas que, entretanto, já se beneficiam dos recursos dos computadores quânticos mesmo ainda na era NISQ, esta é a área das artes, onde algumas poucas pessoas que já estão se dedicando a ela conseguem extrair  expressões inteligentes para obterem formas artísticas criativas apenas com um aprendizado básico dos conceitos fundamentais da mecânica quântica.

Estas pessoas são a nova geração de artistas, pioneiros e pioneiras, que a nova era das tecnologias quânticas está fazendo nascer e trazendo como atores neste universo quântico.

Desta forma um artista quântico pode  inclusive auxiliar e ajudar alavancar os estudos e as pesquisas da ciência, tecnologia, engenharia e a matemática a partir da sua arte e isso se chama STEAM, pelo aprendizado da computação quântica.

O STEAM é uma abordagem pedagógica que integra as áreas da ciência, tecnologia, engenharia, arte e a matemática e é baseada em projetos, tendo como objetivo formar pessoas com diferentes habilidades para que possam se desenvolverem em diversas áreas do conhecimento humano, aliás, o STEAM já faz parte das competências da Base Nacional Comum Curricular (BNCC), trabalhando questões sócio emocionais e preparando nossos alunos para os desafios futuros.

Neste contexto é interessante e será conveniente começarmos a observar algumas manifestações artísticas quânticas relevantes que já se encontram em andamentos, como por exemplo na música, nas telas e até mesmo na literatura para poder nos inspirar com quem já as pratica. Vamos conhecer a seguir quatro excelentes exemplos?

1. A música é som, o som é onda, a onda é quântica.

O physicsworld, "um site de notícias e comentários para a comunidade global" e "representa uma parte fundamental da missão da IOP Publishing de comunicar pesquisa e inovação de classe mundial para o público mais amplo possível", em 28/02/2023 publicou um artigo com o seguinte título: "Podemos usar computação quântica para criar música?".

O artigo em questão discorre sobre um evento ocorrido no Goethe-Institut, que não é um tipo de lugar onde se espera encontrar arte de vanguarda de ponta mas que porém, os bips e as rajadas das batidas ouvidas eram mais parecidas a uma trilha sonora de filme underground experimental mas, que na verdade era o som da computação quântica do compositor e cientista da computação brasileiro Eduardo Reck Miranda, radicado na Universidade de Plymouth, no Reino Unido, que contou com a presença de cerca de 150 pessoas para ouvirem uma performance musical orquestrada juntamente com outros dois colegas conectados a Internet, com gestos manuais, Miranda controlava o estado dos Qubits (que são os bits quânticos), que ao serem medidos forneciam como resultado as características dos sons reproduzidos por um sintetizador em Londres.

"Quero desenvolver máquinas que me ajudem a ser criativo e desafiem minha maneira normal de fazer as coisas" diz Miranda.

Neste momento o Centro de Tecnologias e Aplicações Quânticas de DESY e o Centro Interdisciplinar de Pesquisa em Música Computacional (ICCMR) da Universidade de Plymouth, estão anunciando, neste link, o 2° Simpósio Internacional de Computação Quântica e Criatividade Musical que acontecerá em Berlim, na Alemanha, entre os dias 05 e 06/10/2023.

Já o qMuVi (Quantum Music Video) é uma biblioteca Python de código aberto, que converte circuitos quânticos em videoclipes que permite visualizar a evolução dos estados quânticos por meio de sons e animações. Este projeto ganhou o primeiro lugar no Qiskit hakathon Melbourne, na Austrália.

2. Literacia Quântica.

Encontra-se em andamento um concurso de contos quânticos que está no ar, solicitando que as pessoas dêem o seu voto a partir deste link, onde traz também uma lista com os resumos dos contos quânticos participantes e que você pode fazer o download do PDF para leitura para poder comparar os finalistas.

Escritores, roteiristas de series, de filmes, das novelas e outras tramas agora podem mais facilmente desenvolverem suas idéias e encontrar inspirações no Guia para Escritores de Ficção Científica de Física Quântica, de Radha Phyari Sandhir, escritora e Física da IBM, em colaboração com a empresa Film Inquiry, que foi convenientemente compilado em um pdf que você pode baixar a partir deste link.

3. O Quantum harmoniza com obras criativas das artes em telas.

Russell Huffman é um designer da IBM Quantum de Austin, no Texas e que compara suas obras com o famoso Campos de cores de Rothko, dizendo que "em vez de cor, estou usando dados de um computador quântico. Eu os chamo de “campos de dados”".

Huffman também é o criador da obra Teleportation Disk, que é uma escultura em relevo que mostra um circuito simples de teletransporte quântico executado em um sistema quântico de última geração da IBM e, em seguida, visualiza o circuito como anéis emanando para fora.

Artistas quânticos estão se aproveitando até mesmo dos ruídos da computação quântica para criarem arte quântica em telas. Radha, explica neste artigo como utilizou ruídos quânticos para criar arte em tela.

4. Arte Lúdica.

Designers gráficos em geral e criadores de games (arte lúdica) quânticos também se beneficiam com a computação quântica.

Neste artigo o doutor James Wootton, que há anos estuda os jogos de computadores, elaborou um excelente histórico destes jogos com exemplos e tutoriais de jogos quanticos inclusive.

Você também pode jogar por diversão enquanto aprende a mecânica quântica dos fótons neste site, sem necessidade de baixar nada. Superposição, emaranhamento e medição quântica diretamente no seu navegador.

No site do Caltech tem um programa de jogos quânticos do IQIM que começou em colaboração com a Google e o MinecraftEDU com conceitos da física quântica para o popular jogo Minecrafy. As crianças aprendem sobre superposição quântica e emaranhamento quântico e podem aplicar esse conhecimento para desenvolver uma série de outros quebra cabeças. O qCraft já foi baixado mais de três milhões de vezes em mais de 100 paises.

O site finlandês kiedos, traduz "kiedo" como uma palavra finlandesa que significa "emaranhar", com referência a uma forma de desafio, encorajando as pessoas a se envolverem com a mecânica quântica por meio da arte.

Arte Quântica

Dessa forma vimos que podemos começar a entender como a arte pode se alinhar perfeitamente com a natureza quântica e imaginar como diria Richard Feynman, "se você quer fazer uma simulação da natureza, é melhor fazer com a mecânica quântica, e, uau, isso é um problema maravilhoso porque ela não é nada fácil".

Por isso aqui no Brasil eu estou experimentando algumas sobreposições de imagens artísticas com um simulador de circuitos quânticos em conjunto com um aplicativo de design. Neste link você pode assistir um vídeo de 60 segundos no canal da Academia do Código Quântico, no YouTube, que preparei como resultado dos meus primeiros trabalhos em arte quântica.

Confere lá enquanto aguardo o seu feedback.

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Este artigo complementa a minha postagem na página da Academia do Código Quântico no Facebook e a minha página profissional no LinkedIn do dia 14/04, em comemoração as homenagens do World Quantum Day. 

Para palestra e treinamento sobre computação quântica entre em contato: carlosrobertomirandapalestra@gmail.com   

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Um grande e forte abraço.