42、超导量子比特：开启量子音乐合成的新大门

超导量子比特：开启量子音乐合成的新大门

量子信号中的噪声与应用

量子信号中包含着一定量来自量子涨落的噪声，借助近量子极限的参量放大器，这些噪声是可被检测到的。这些噪声不仅能作为随机音乐源，还可用于调制振荡器，产生音高颤音等可听的音乐效果。利用量子涨落作为调制信号，是对量子现象进行直接声频化的一个实例。

简单量子合成器的设计

为了将实验中获取的信号声频化，设计了一种简单的量子合成器，其以测量轨迹作为输入。基本概念是将量子系统的输出信号下采样到音频速率，添加直流偏移使信号以 0V 为中心，并将其缩放至峰 - 峰值 2V。处理后的信号作为可听范围内（kHz）的振荡器，其中量子比特跃迁信息用作主要控制电压，提取的量子噪声信号用于对振荡器进行调制。

调制指数参数可让用户控制调制量，指数为 0 时无调制效果，指数增大则调制效果增强。

三种合成器的设计

基于上述简单量子合成器模型，设计了三种合成器：
1. 2 - 状态合成器 ：这是一种双状态合成器，用户可为每个状态选择波形、振幅和频率，并且可以利用实验测量中捕获的量子涨落进行相位调制。该合成器在 Max - for - Live Ableton 环境中创建，输入为下采样到音频速率的单声道音频文件。通过锁存滤波器进行状态分配，确定选择哪个振荡器。用户可选择每个状态/振荡器的标准合成参数，如波形类型、频率、起音和衰减包络以及调制量，还能控制合成器的整体增益输出、数据平滑以减少噪声，以及干湿混合比例。
2. 4 - 状态合成器 ：将状态数量从两个扩展到四个，使用户能够根据实验数据创建四音