量子计算加速可以帮助艺术吗？
艺术界有被量子计算夸大的危险。 普利茅斯大学高级研究员亚历克西斯·科克（Alexis Kirke）带我们回到了陆地-因此我们可以朝着可能有用的方向起飞……
量子计算机使用量子物理学的独特属性。 这些是仅在最小现实水平上体现的属性。 具有量子性质的物体比我们作为人类真正能体验到的任何物体都要小。 最大的物体之一是仅由60个碳原子组成的物体！
因此，我们成长的日常现实并不能反映在这些亚原子水平上发生的事情。 结果，我们感到物理现实的量子水平是诡异和离奇的。 这在量子计算领域引起了很多关于“纠缠！”和“叠加！”的炒作。这些特性在数学上很简单，但却不符合我们对世界的直接视觉体验。
量子计算的这种“怪异的炒作”扩散到了其应用中。 量子计算机已开始用于产生视觉，声音和音乐。 这些输出已被描述为量子音乐或量子艺术。 实际上，它们都是量子计算机过程的可视化或“音乐化”（除少数例外）。 或者它们是通过将传统计算机算法直接翻译到量子机器上而创建的。 这种音乐和艺术可能具有教育意义，并且是“怪异灵感”的来源。 但这不是量子计算机艺术或音乐研究。 量子计算机音乐以一种有用的方式使用底层的量子硬件来做一些新的事情。
音乐和艺术界并非唯一因这种炒作而感到内people的人。 科技界也将其永久化。 一些正在产生传统计算机算法的量子版本，这些量子版本在理论上或实践上都没有经典版本的优势。 但是，在标题中添加“量子”一词通常会使其更加引人注目……
让我们清楚一点：这种伪量子艺术很有用。 最早的计算机音乐曲调是1961年IBM 7094演唱Daisy Bell。它表明，计算机可以用硬件（而不仅仅是理论上）创建简单的音乐演奏。 量子计算在音乐中的首次使用-叠加和GATEMEL-没有利用量子计算来做任何新的事情。 它们只是用于量子计算机的Daisy Daisy演示的高级版本。
一个典型的例子是，叠加是在英国的艾略特港艺术节上举行的第一场实时交互式量子计算机音乐表演。 女高音朱丽叶·波钦（Juliette Pochin）的现场演唱被传送到洛杉矶的绝热量子计算机。 那台计算机上的量子算法（qHarmony）被用来产生和声来陪伴她。 但是，qHarmony与传统算法相比没有任何优势。
这里将量子优势定义为量子计算机更快解决问题的潜力。 目前只有四种基本的量子算法在理论上被证明比传统的非量子算法具有优势。 这些算法是Shor，Grover，HHL和各种化学/物理模拟。 Shor的算法可以将数字分解为因子（找到两个未知的较小数字，它们相乘即可得到一个已知的较大数字），其乘数比传统计算机快。 HHL在求解称为线性方程组的方程组时呈指数级加快。 在非结构化随机搜索中，Grover算法的速度提高了两倍（占用时间的平方根），例如在数据库中查找满足某些逻辑条件的元素。 化学和物理模拟涵盖了广阔的领域，这是Richard Feynman提出量子计算的最初原因。
本文的主要目的是鼓励更多的计算机音乐家和艺术家进行真正的量子艺术研究。 换句话说，利用量子加速的艺术算法。 我喜欢将使用量子计算机但不利用量子优势的算法称为伪量子算法（PQA）。 而我将“量子计算机艺术”定义为由非PQA产生或支持的艺术，其目的是专门针对艺术的（与“代表”非PQA的音乐相反）。
到目前为止，计算机艺术/音乐领域唯一发表的理论上可以证明利用量子加速优势的作品是一种名为qgMuse的旋律生成算法。 qgMuse是一种计算机音乐系统，将Grover的算法应用于求解音乐方程式。 本文所附附图中显示的旋律是在IBM量子计算机上使用qgMuse生成的。 qgMuse的加速承诺有多种条件，其中最重要的一点是当前一批实时量子硬件运行缓慢且容易出错。 但是随着量子硬件的成熟，qgMuse之类的算法也将日趋成熟。
