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互动艺术装置:量子丛林
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2024-11-28 10:33
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量子丛林(Quantum Jungle )是一件互动艺术装置,它在一个装有超过1000个新型触摸感应金属弹簧和数千个LED灯的大墙上生动地展示了量子物理学的概念。它通过计算薛定谔方程来模拟量子粒子的运动,并以富有玩趣的方式展示诸如叠加态、干涉、波粒二象性和量子波形塌缩等概念,吸引儿童和成人,激发他们的好奇心和惊叹之情。

硬件的设计和制造是有意选择以补充量子科学内容:一方面,弹簧和灯光直接对应于量子粒子的粒子-波二象性;另一方面,弹簧输入的即时性和触感是有意与量子效应的神秘和超越人类理解形成鲜明对比。

这些交互是从头开始经过多次迭代设计的,旨在利用Robin Baumgarten在游戏设计和低级硬件设计方面的艺术和技术背景,创造一种积极有趣的观众体验:令人满意且“有趣”的交互满足极高的刷新率和低刷新率。定制硬件上的延迟输入。结合薛定谔方程的科学准确实现,量子丛林成为一种创新且独特的艺术装置,使量子力学比以往任何时候都更加平易近人、更具娱乐性。

从科学上讲,量子丛林可视化了一个在量子计算中使用的概念,称为在顶点度为6的图上进行量子行走。每个顶点(在量子丛林中,顶点由金属弹簧和周围的LED环表示)都有6个出边(与相邻弹簧的连接)。

量子行走是经典随机行走的量子版本,例如,将一个珠子掉到一个带有钉子的板上,但不是在珠子碰到钉子时选择左或右并查看它掉下的位置(通过抛硬币决定),在量子版本中,我们使用“量子抛硬币”,并且不在中间步骤中测量结果,而是保持不同位置之间的量子相关性,并让它们在后续步骤中产生干涉。

在量子丛林中,通过量子行走模拟图上多个位置的初始叠加态(观众通过触摸弹簧选择),概率分布(由平方波函数给出)作为艺术品上LED环的亮度进行可视化。随后对弹簧的触摸模拟一次测量,将量子波函数塌缩到一个位置。

项目名称:Quantum Jungle

创作者:Robin Baumgarten

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