A computação quântica é uma área de pesquisa interessante e, para muitos, misteriosa, e está atraindo rapidamente a atenção não apenas dos cientistas, mas também do público em geral e dos artistas. Para entender as oportunidades que a computação quântica e, em termos mais gerais, a física quântica e a mecânica quântica podem oferecer, vou analisar as diferenças entre a física quântica e outras áreas e o que torna essas diferenças interessantes.

A computação quântica usa fenômenos da mecânica quântica, como superposição e entrelaçamento. Esses são fenômenos em escala microscópica, pequenos demais para ser vistos ou mesmo medidos diretamente, não tendo quase nenhum efeito em nosso mundo macroscópico regido pela física clássica.

Isso significa que nós, artistas, temos de confiar em nossa imaginação ao criar arte em torno da física quântica. Felizmente, há um extenso material para nos servir de inspiração, como implicações filosóficas da falta de causalidade e determinismo, efeitos de entrelaçamento que Einstein descreveu como “ação assustadora a distância” e teorias com nomes de ficção científica, como teletransporte quântico, criptografia quântica e decoerência quântica (a qual, por exemplo, afirma que universos paralelos nunca serão acessíveis a nós – infelizmente).

Apesar de soarem absurdos, muitos desses efeitos já estão sendo usados pela tecnologia moderna, como escâneres de ressonância magnética, lasers e até mesmo transistores e diodos. Uma área de pesquisa importante é a computação quântica, que, em vez dos bits clássicos 0 ou 1, usa qubits, os quais representam uma mistura de estados (chamada de superposição de estados). Esses qubits ajudam os computadores quânticos a ser muito melhores na solução de certos problemas intrincados, mas também dificultam bastante a programação.

Usar esses computadores para criar arte soa como um ótimo desafio, e mal posso esperar para ver os novos resultados fantásticos que isso trará. No entanto, a computação quântica ainda está decididamente engatinhando. Os computadores quânticos existentes são, na melhor das hipóteses, provas acadêmicas de conceitos. Por enquanto, estamos limitados a computadores clássicos se quisermos jogar com efeitos quânticos e usar simulações simplificadas para obter resultados.

Foi o que fiz com Quantum Garden, instalação interativa que usa molas e anéis de LED para visualizar uma dessas simulações simplificadas. A instalação apresenta 228 molas sensíveis ao toque dispostas em hexágonos, cada uma delas rodeada por um anel de LED. Esses LEDs são controlados individualmente a partir de um computador que executa a instalação: ele aguarda a inserção de dados do público, altera os parâmetros da simulação de acordo com os dados, depois executa a simulação do algoritmo de computação quântica e, finalmente, exibe os resultados como anéis concêntricos na tela.

A apresentação visual dos resultados de qualquer fenômeno quântico exigirá, necessariamente, muita criatividade artística, uma vez que esses efeitos aparecem em escalas muito pequenas para que as cores possam até mesmo existir. Essa ausência de restrição dá aos artistas muita liberdade para representar dados quânticos, principalmente se a rigorosa precisão científica não for necessária.

Para Quantum Garden, peguei o gráfico de uma variável na simulação quântica e plotei-o em uma animação polar (circular) em que valores baixos geram anéis pequenos, e valores altos geram anéis grandes. A variável que usei é a distribuição dos estados quânticos em um gás unidimensional idealizado durante um processo chamado Stirap. No entanto, não é necessário entender os detalhes mais sutis. Na verdade, sem estudar mecânica quântica por um bom tempo, seria muito difícil realmente entender o significado desse experimento – eu certamente só entendo uma versão muito simplificada, que os físicos teóricos da Universidade de Turku, na Finlândia, me explicaram. Por tudo o que sei (e o público também), valores maiores da variável são melhores e, portanto, anéis maiores na animação são melhores. Isso se correlaciona muito bem com mais “ação” nos LEDs da instalação – grandes anéis coloridos são mais bonitos e mais emocionantes do que um anel pequeno, oferecendo ao público, assim, uma recompensa intrínseca por “jogar bem”. Proporciona ao público um objetivo para alcançar, tornando-o jogadores em um jogo. Facilitar a compreensão de como melhorar seus resultados na interação realmente ajuda os cientistas também: posso dar-lhes dados de todas as interações em que as pessoas tentam melhorar seus resultados – e talvez os cientistas possam, por sua vez, treinar uma inteligência artificial (IA) para melhorar o resultado da simulação quântica! Dessa forma, a criação de uma bela obra de arte também pode ajudar a ciência a melhorar seus modelos. Esse é certamente um cenário ideal, e talvez a ciência teórica rigorosa seja mais precisa do que uma IA treinada em resultados humanos. Contudo, com as peculiaridades da física quântica, isso é difícil de prever.