Kvanttitodennäköisyydessä

Kvanttitodennäköisyydessä viittaa kvanttimekaniikan keskeiseen periaatteeseen, joka määrittää, miten todennäköisesti havaitsija havaitsee tietyn lopputuloksen kvanttisysteemissä. Toisin kuin klassisessa fysiikassa, jossa systeemin tila on täysin määritelty ja sen tuleva kehitys ennustettavissa deterministisesti, kvanttimekaniikka kuvaa systeemin tilaa todennäköisyysamplitudien avulla.

Kun kvanttisysteemi, kuten elektroni, on superpositiotilassa, eli se voi olla useammassa tilassa samanaikaisesti, sen tarkka tila ei ole tiedossa ennen mittausta. Mittauksen suorittaminen pakottaa systeemin romahtamaan yhteen tiettyyn tilaan. Kvanttitodennäköisyydessä kertoo meille, kuinka todennäköisesti systeemi romahtaa mihinkin näistä mahdollisista tiloista. Tämä todennäköisyys saadaan laskemalla mitattavan suureen todennäköisyysamplitudin itseisarvon neliö.

Esimerkiksi elektronin spin voi olla "ylös" tai "alas". Ennen mittausta elektroni voi olla superpositiossa näistä molemmista tiloista. Jos todennäköisyysamplitudi tilalle "spin ylös" on $\alpha$ ja tilalle "spin alas" on $\beta$, niin mittauksessa havaitaan spin ylös $|\alpha|^2$ todennäköisyydellä ja spin alas $|\beta|^2$ todennäköisyydellä. Todennäköisyyksien summa on aina yksi, eli $|\alpha|^2 + |\beta|^2 = 1$. Tämä perustavanlaatuinen ero deterministiseen ennustettavuuteen on yksi kvanttimekaniikan erikoisimmista ja keskeisimmistä piirteistä.