סופרפוזיציה קוונטית

סופרפוזיציה קוונטית היא עיקרון בסיסי בתורת הקוונטים. בתורת הקוונטים, מתואר מצב המערכת על ידי פונקציית גל, המתארת את ההסתברויות לאפשרויות השונות של מצב המערכת. בהינתן בסיס וקטורי הפורש את מרחב המצבים של המערכת ניתן לתאר את מצב המערכת סופרפוזיציה של מצבי הבסיס.

אם נמדוד את המערכת בבסיס זה לא נקבל תוצאה דטרמיניסטית אלא התפלגות התואמת את התפלגות מצבי הבסיס בסופרפוזיציה, מלבד במקרה הפרטי בו הסופרפוזיציה מכילה מצב בסיס בודד. במקרה זה כל מדידה שתעשה בבסיס הנ"ל תיתן תמיד את התוצאה המתאימה לאותו מצב בסיס.

לדוגמה: נניח מערכת קוונטית בעלת שני מצבים ובסיס מדידה: $\ |0\rangle ,\ |1\rangle$. המערכת נמצאת בסופרפוזיציה אם פונקציית הגל שלה היא

$\ |\psi \rangle =\alpha |0\rangle +\beta |1\rangle$

כאשר $\ |\alpha |^{2}+|\beta |^{2}=1\ \,\ \ \alpha ,\beta \neq 0$. הסיבה לשוויון האחרון הוא תנאי נירמול (כל מקדם בריבוע נותן את ההסתברות לקבל את המצב הצמוד אליו, סכום כל ההסתברויות =1) כאשר נמדוד את המערכת בבסיס המדידה, בהסתברות $\ |\alpha |^{2}$ נקבל שהיא במצב $\ |0\rangle$ ואילו בהסתברות $\ |\beta |^{2}$ נקבל שהיא במצב $\ |1\rangle$. אפשר להמחיש מצב זה גם בהדגמת ניסוי החתול של שרדינגר, בניסוי זה נמצא חתול בתוך קופסה ולידו יש אטום בסופרפוזיציה של דעך/לא דעך ואטום זה קובע את חייו של החתול . אנו לא נוכל לדעת אם החתול מת או חי כיוון שברגע שנביט פנימה הסופרפוזיציה תיפסק כולמר שברגע שימדדו את האטום בזמן סופרפוזיציה אז הסופרפוזיציה תיפסק.

ערך זה הוא קצרמר בנושא פיזיקה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.