論文の概要: From Qubits to Rhythm: Exploring Quantum Random Walks in Rhythmspaces
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.03836v1
- Date: Sat, 04 Oct 2025 15:29:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-07 16:52:59.286555
- Title: From Qubits to Rhythm: Exploring Quantum Random Walks in Rhythmspaces
- Title（参考訳）: QubitsからRhythm:Rhythmspaceにおける量子ランダムウォークの探索
- Authors: María Aguado-Yáñez, Karl Jansen, Daniel Gómez-Marín, Sergi Jordà,
- Abstract要約: このアルゴリズムは、量子ランダムウォーク軌跡をリズム空間(リズムパターンを補間する2Dインターフェース)にマッピングする。
これは、音楽やオーディオアプリケーションにおけるスケーラブルな量子コンピューティングベースの生成ランダムウォークアルゴリズムの概念の証明として機能する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3521721488318912
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: A quantum computing algorithm for rhythm generation is presented, which aims to expand and explore quantum computing applications in the arts, particularly in music. The algorithm maps quantum random walk trajectories onto a rhythmspace -- a 2D interface that interpolates rhythmic patterns. The methodology consists of three stages. The first stage involves designing quantum computing algorithms and establishing a mapping between the qubit space and the rhythmspace. To minimize circuit depth, a decomposition of a 2D quantum random walk into two 1D quantum random walks is applied. The second stage focuses on biasing the directionality of quantum random walks by introducing classical potential fields, adjusting the probability distribution of the wave function based on the position gradient within these fields. Four potential fields are implemented: a null potential, a linear field, a Gaussian potential, and a Gaussian potential under inertial dynamics. The third stage addresses the sonification of these paths by generating MIDI drum pattern messages and transmitting them to a Digital Audio Workstation (DAW). This work builds upon existing literature that applies quantum computing to simpler qubit spaces with a few positions, extending the formalism to a 2D x-y plane. It serves as a proof of concept for scalable quantum computing-based generative random walk algorithms in music and audio applications. Furthermore, the approach is applicable to generic multidimensional sound spaces, as the algorithms are not strictly constrained to rhythm generation and can be adapted to different musical structures.
- Abstract（参考訳）: リズム生成のための量子コンピューティングアルゴリズムが提示され、特に音楽において、芸術における量子コンピューティングの応用を拡大し、探求することを目的としている。
このアルゴリズムは、量子ランダムウォーク軌跡をリズム空間(リズムパターンを補間する2Dインターフェース)にマッピングする。
方法論は3つの段階から構成される。
最初の段階では量子コンピューティングアルゴリズムを設計し、キュービット空間とリズム空間の間のマッピングを確立する。
回路深さを最小化するために、2次元量子ランダムウォークを2つの1次元量子ランダムウォークに分解する。
第2段階は、古典的ポテンシャル場を導入して量子ランダムウォークの方向性をバイアスし、これらの場内の位置勾配に基づいて波動関数の確率分布を調整することに焦点を当てる。
4つのポテンシャル場が実装される: 零ポテンシャル、線型場、ガウスポテンシャル、慣性力学の下でのガウスポテンシャル。
第3段では、MIDIドラムパターンメッセージを生成してデジタルオーディオワークステーション(DAW)に送信することで、これらの経路の音化に対処する。
この研究は、量子コンピューティングをいくつかの位置を持つより単純な量子ビット空間に適用する既存の文献に基づいており、フォーマリズムを2D x-y平面に拡張している。
これは、音楽やオーディオアプリケーションにおけるスケーラブルな量子コンピューティングベースの生成ランダムウォークアルゴリズムの概念の証明として機能する。
さらに、アルゴリズムはリズム生成に厳密に拘束されず、異なる音楽構造に適応できるため、一般的な多次元音響空間に適用できる。
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