Kvantumtillståndsvektorn

Kvantumtillståndet är ett centralt begrepp inom kvantmekaniken som beskriver tillståndet hos ett kvantmekaniskt system. Till skillnad från klassisk fysik, där ett systems tillstånd kan beskrivas fullständigt med dess position och momentum, kan ett kvanttillstånd inte alltid bestämmas exakt samtidigt. Istället beskrivs det av en vågfunktion, ofta betecknad med den grekiska bokstaven psi (Ψ).

Vågfunktionen innehåller all information som är tillgänglig om kvantsystemet. Denna information är dock probabilistisk. Kvadraten på vågfunktionens amplitud vid en viss punkt ger sannolikheten att hitta partikeln vid den punkten. Detta innebär att innan en mätning utförs kan ett kvantsystem existera i en superposition av flera möjliga tillstånd samtidigt.

En kvanttillstånds evolution över tid beskrivs av Schrödingerekvationen. Denna ekvation är en fundamental lag inom kvantmekaniken som bestämmer hur vågfunktionen förändras. Mätningar på ett kvantsystem har en speciell egenskap: de orsakar en "kollaps" av vågfunktionen, vilket innebär att systemet plötsligt övergår till ett av de möjliga tillstånden, och det observerade värdet bestäms. Kvanttillståndet är en matematisk representation som möjliggör förutsägelser om kvantfenomen, som kvantintrång och kvantteleportering.