Kvantna superpozicija

Kvantna superpozicija je lastnost, ki se pojavlja v kvantni mehaniki. Kaže se v tem, da lahko delec zavzema vsa možna kvantna stanja istočasno in zaradi tega mora opis delca vsebovati vsa možna stanja z verjetnostmi, da je delec v tem stanju. Takšnega načina opisa ne moremo realizirati v okviru klasične mehanike. Ta način opisa včasih imenujemo tudi princip superpozicije, ki pa velja za vse vrste valovanja (sestavljanje valov). Običajno govorimo o linearni kvantni superpoziciji.

Primer [uredi]

Naj bodo funkcije $\Psi_1 \,$ , $\Psi_2 \,$ ,… $\Psi_n \,$ možne valovne funkcije, ki opisujejo kvantno stanje, potem je njihova linearna superpozicija enaka $\Psi_3 = c_1 \Psi_1 + c_2 \Psi_2 + \dots + c_n \Psi_n \,$ (pri tem so $c_1 \,$ , $c_2 \,$ ,…., $c_n \,$ kompleksna števila, za katera velja $|c_1|^2+|c_2|^2+\dots+|c_n|^2=1 \,$ ) . Ta funkcija prav tako opisuje neko stanje kvantnega sistema.

Predpostavimo, da je delec lahko v položaju (stanju) $A \,$ in $B \,$ . Recimo, da je v položaju $A \,$ v vrednosti 3i/5 in v položaju $B \,$ v vrednosti 4/5. Potem lahko zapišemo

$|\psi\rangle = {3\over 5} i |A\rangle + {4\over 5} |B\rangle \,$

kjer je

$| \dots \rangle \,$ Diracov način zapisa kvantnega stanja

To lahko povemo tudi na naslednji način:

Kadar nam meritev neke fizikalne količine v stanju $|\Psi_1 \rangle \,$ da vrednost $f_1 \,$ in če merimo isto količino v stanju $|\Psi_2 \rangle \,$ in dobimo vrednost $f_2 \,$ , potem meritev v stanju $|\Psi_3 \rangle \,$ pripelje do rezultata $f_1 \,$ ali $f_2 \,$ z verjetnostima $| c_1|^2 \,$ in $| c_2|^2 \,$ (če je $\Psi_3 = c_1 \Psi_1 + c_2 \Psi_2 \,$ ).