El Piano Còsmic
(Sonificació
de Partícules)

Live Coding
amb Quàntica

Ordinadors quàntics,
la nova tecnologia
salvadora!

El Piano Còsmic (Sonificació de Partícules)

So – Quàntica – Espai

Aquest instrument no funciona amb tecles convencionals, sinó que es dispara mitjançant la detecció de raigs còsmics i partícules elementals (muons) que travessen l’espai en temps real. En resum, un piano còsmic és una instal·lació que connecta l’invisible amb l’audible.

Cada vegada que un sensor detecta una partícula, el sistema activa una nota o un paràmetre sonor.

És una evolució directa de la sonificació biològica vista al Bump! de novembre, però en lloc d’escoltar fongs, escoltem l’univers. Sentim el cosmos!

El projecte ha estat desenvolupat per investigadors de la Facultat de Ciències Físic Matemàtiques (FCFM) de la BUAP (Benemérita Universidad Autónoma de Puebla), que també formen part de l’equip mexicà de l’experiment ALICE al Gran Col·lisionador d’Hadrons (LHC). Els principals responsables esmentats són: Dr. Arturo Fernández Téllez, Director de Divulgació Científica de la Vicerectoria d’Investigació i Estudis de Postgrau i Dr. Guillermo Tejeda Muñoz, Físic especialitzat en electrònica i instrumentació aplicada.

Aquesta innovació combina ciència i art mitjançant un instrument que detecta partícules còsmiques i subatòmiques (com els muons) que impacten la Terra des de l’espai, transformant-les en notes musicals i espurnes de llum.

_{Butlletí de la BUAP}_{– Ciencia y arte se combinan en el Piano Cósmico para acercar la Física de Partículas}

Funcionament Pel glob

Aquest instrument suposa una ruptura amb la interfície musical tradicional: no funciona amb tecles convencionals ni es toca amb els dits. El seu mecanisme es basa en la física de partícules.

Captura: Un sistema de detectors capta en temps real els raigs còsmics i els muons (partícules elementals) que travessen constantment l’atmosfera i l’edifici on ens trobem.
Processament: El programari converteix aquest fenomen físic en senyal acústic. Cada vegada que un sensor detecta una partícula, el sistema activa una nota o modifica un paràmetre sonor específic.
Resultat: L’obra fa audible la “pluja invisible” de radiació que ens envolta, transformant dades científiques abstractes en una experiència sensorial directa. És una evolució de la sonificació biològica (escoltar fongs/plantes) cap a l’escolta de l’univers i el cosmos.
Fer visible, l’invisible. Escolta les estrelles.

_{Imatge generada amb Intel·ligència Artificial per descriure el funcionament del Piano Còsmic (Gemini)}

Aplicacions culturals potencials

La capacitat de connectar l’invisible amb l’audible obre vies creatives específiques:

Divulgació científica immersiva: És l’aplicació més directa. Permet convertir conceptes abstractes i incomprensibles de la física en instal·lacions de llum i so, ajudant el públic a “intuir” la realitat subatòmica sense necessitat d’equacions complexes.
Escenografies probabilístiques: Ús d’aquestes dades per crear visuals o ambients sonors en concerts que no responen a un patró lineal, sinó que evolucionen segons la incidència real de partícules, creant paisatges irrepetibles.
Narratives generatives: Creació d’experiències on l’estructura de l’obra (musical o visual) depèn de l’activitat còsmica del moment, fent de l’aleatorietat natural un co-autor.

Reptes i Reflexions

Tot i el seu potencial poètic, aquesta tecnologia presenta desafiaments per al sector cultural:

Connectar amb el públic (El relat pedagògic): Un repte clau és fer entendre a l’espectador/a que allò que escolta són partícules reals i no un simple algorisme aleatori o una gravació. El relat pedagògic és essencial per donar valor a l’obra.
L’estètica del soroll: El flux de dades còsmiques pot ser caòtic. L’artista ha d’aprendre a “domar” aquesta incertesa per evitar que el resultat sigui només soroll blanc o caos, i convertir-lo en una experiència estèticament agradable.
Barrera d’entrada: Accedir a la tecnologia de detecció de partícules requereix sovint col·laboracions amb centres de recerca (com el cas del Barcelona Supercomputing Center o l’ICFO), fet que pot limitar l’accés a artistes independents.

FONTS

Ciencia y arte se combinan en el Piano Cósmico para acercar la Física de Partículas https://www.boletin.buap.mx/node/4162

Nit de Ciència: La vida quàntica de les partícules elementals i presentació del Piano Còsmic https://www.biennalciutaticiencia.barcelona/ca/activitats/nit-de-ciencia-la-vida-quantica-de-les-particules-elementals-i-presentacio-del-piano

Live Coding amb Quàntica

So – Quàntica – Codificació

Artistes i programadors/es s’han engrescat a utilitzar simuladors d’ordinadors quàntics (com Qiskit) per a actuacions en directe.

En la informàtica clàssica, un ritme és 0 o 1 (sona o no sona).
En el live coding quàntic, l’artista programa “estats de superposició”. El ritme existeix en múltiples possibilitats simultànies fins que el sistema “mesura” el resultat, generant patrons rítmics orgànics i impredictibles que “col·lapsen” en la realitat sonora davant del públic.

En el marc del festival Eufònic i la Biennal, artistes de live coding (programació de música en directe) estan començant a utilitzar simuladors quàntics (com Qiskit d’IBM) per generar estructures rítmiques.

Funcionament

En el live coding tradicional, l’artista escriu una nota concreta (ex: play :C4, Do). En el quàntic, l’artista defineix un circuit quàntic mitjançant codi (normalment fent ús del llenguatge de programació Python).

Captura de dades: L’artista no introdueix una melodia, sinó que inicialitza Qubits (bits quàntics). Per tant, no hi ha dades fixes. L’artista escriu algorismes que apliquen “portes quàntiques” per posar aquests qubits en un estat de probabilitat, definint quines opcions musicals són possibles, però no quines sonaran definitivament.
Processament: El cor del sistema és un simulador (o un ordinador quàntic al núvol) que processa aquestes instruccions.
Resultat: Aquest és el moment màgic de l’actuació. Perquè la música soni, el sistema ha de “mesurar” el circuit. El resultat són patrons rítmics orgànics i mai idèntics, ja que provenen d’una aleatorietat natural (quàntica) i no d’un algorisme repetitiu.

Podeu experimentar gràcies a Dorkbot Barcelona que va celebrar 21 anys una agrupació de persones que fa creacions artístiques amb electricitat:

_{Esquema de funcionament (dibuix amb dues figures connectades).}_{Live Coding the Mobile Music Instrument”}_{de Sang Won Lee.}

_{Font pròpia. LiveCoding amb Quàntica. Biennal Ciència i ciutat 2025 (Barcelona, Born)}

Aplicacions culturals potencials

Escenografies probabilístiques: Visuals en concerts que no reaccionen al so de manera lineal, sinó que evolucionen segons probabilitats quàntiques, creant paisatges que mai es repeteixen de la mateixa manera.
Narratives ramificades (Quantum Storytelling): Experiències de VR on la història no té un final fix, sinó que existeix en múltiples estats. L’acte d’observar una escena “fixa” la narrativa en una direcció, fent l’espectador co-creador a nivell subatòmic.
Divulgació científica immersiva: Convertir conceptes abstractes i incomprensibles (com l’entrellaçament quàntic) en instal·lacions de llum i so que permeten “intuir” la física sense necessitat d’equacions.

Reptes i Reflexions

La barrera d’entrada: Accedir a maquinari quàntic real és car i complex, limitant aquest art a col·laboracions amb grans centres de recerca (com el Barcelona Supercomputing Center).
L’estètica del soroll: El repte és com fer que les dades quàntiques siguin estèticament agradables i no només “soroll blanc” o caos visual. L’artista ha d’aprendre a “domar” la incertesa.
Connectar amb el públic: Com expliquem que allò que veuen és quàntic i no un simple algorisme d’Instagram? El relat pedagògic és essencial.

FONTS

Biennal/Eufònic (Dorkbot): https://eufonic.net/eufonic-biennal-ciutat-i-ciencia-2025/

IBM Qiskit & Art: https://medium.com/qiskit/im-a-musician-and-here-s-why-i-m-learning-quantum-computing-db28c2aba7ac

Recerca Musical: https://arxiv.org/abs/2110.12408 (Paper sobre fonaments de música quàntica)

Live Coding the Mobile Music Instrument https://people.cs.vt.edu/sangwonlee/improvisation-on-a-live-coded-mobile-musical-instrument-using-urmus/

Ordinadors quàntics, la nova tecnologia salvadora!

Hardware – Qubit – Superposició

Mentre que la informàtica clàssica es basa en el “bit” (que només pot ser 0 o 1, blanc o negre), l’ordinador quàntic utilitza el Qubit (bit quàntic). Gràcies a les lleis de la mecànica quàntica, un qubit pot ser 0 i 1 alhora (superposició). Com el gat de Schrödinger que està viu i mort a la vegada!

_{Il·lustració del Gat de Schrödinger – Wikipedia}

A casa nostra, el Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS) acull un dels primers ordinadors quàntics del sud d’Europa, integrat al MareNostrum 5, gràcies al projecte Quantum Spain.

_{Fotografia del computador al BSC – Generalitat de Catalunya}

Funcionament

El “cervell” d’aquestes màquines ha d’operar a temperatures properes al zero absolut (-273°C) per funcionar.

Captura de dades (Inicialització): No s’introdueixen dades convencionals. Es prepara un circuit quàntic on s’inicialitzen els qubits en un estat base. A diferència d’un xip de silici, aquí es manipulen àtoms, ions o circuits superconductors individuals.
Processament (La “Caixa Negra”): Aquí succeeix la màgia. Mitjançant “portes quàntiques”, els qubits entren en estats de superposició i entrellaçament (on el canvi en un afecta l’altre instantàniament, sense importar la distància). L’ordinador no processa una sola ruta, sinó que explora simultàniament un núvol immens de probabilitats i solucions possibles.
Resultat (El Col·lapse): Per obtenir la resposta, cal mesurar el sistema. En fer-ho, l’estat de superposició es trenca i “col·lapsa” en un resultat únic i concret (0 o 1). L’art resideix a dissenyar l’algorisme perquè aquest col·lapse ens doni la resposta (o l’estètica) que busquem entre tot el soroll quàntic.

_{Infografia isomètrica (edifici capella) – BSC}

_{Esquema del processador quàntic – BSC}

Sabem que hi ha molts conceptes complexos, per tal d’entendre’ls i veure el funcionament, et recomanem el següent vídeo:

Aplicacions culturals potencials

Estètica del hardware (L’objecte artístic): L’estructura de refrigeració (“candelobre daurat”) ja és una icona visual utilitzada en instal·lacions artístiques i disseny futurista per la seva bellesa complexa.
Simulació de la natura: Permet als artistes digitals simular fluids, materials i processos biològics amb una fidelitat “atòmica” impossible fins ara.
Generació d’aleatorietat pura: A diferència dels ordinadors clàssics (que simulen l’atzar), un ordinador quàntic genera atzar real, perfecte per a obres d’art generatiu que busquen la unicitat absoluta.

_{Canelobre daurat (refrigeració) – Blog Orange}

Exemples:

L’exposició Quantum Chaos Set de Paul Thomas amb Jan Andruszkiewicz va permetre visualitzar la incertesa i els fenòmens del món quàntic, tots dos aspectes estant transformant la nostra comprensió cultural del món clàssic. Aquesta col·laboració va ser feta gràcies a New Art Foundaton (NAF)