Superpositioiden

Superpositioiden käsite viittaa kvanttimekaniikan ilmiöön, jossa järjestelmä voi olla useiden tilojen lineaarinen yhdistelmä. Tilaa kuvataan usein tilassa |ψ⟩ = ∑_i c_i |φ_i⟩, jossa φ_i ovat perusta tiloja ja c_i kompleksisia amplitudit. Mittauksessa yhden tilan todennäköisyys on P_i = |c_i|^2. Koherentti superpositio mahdollistaa interferenssin ja on keskeinen osa kvanttitilan käyttäytymistä.

Esimerkkejä koherentista superpositiosta ovat elektroni-spinup ja spin down -tilat sekä fotonien polarisaatiotilat, jotka ovat yhdistelmä eri polarisaatioita. Kaksiluukku-koe ja muut interferenssikokeet osoittavat, miten tilan koherenssi ilmenee havaintoina, kun vääränlaiset mittaukset hävittävät interferenssin.

On tärkeää erottaa koherentit superpositiot seoksista. Seos tarkoittaa tilojen tilapäistä, epäkoordinoitua mahdollisuusanalyysiä ilman koherenssia ja vaihe-relationsseja. Decoherence, järjestelmän vuorovaikutus ympäristön kanssa, gnippa koherenssia ja saa systeemin käyttäytymään klassisena sekoituksena pitkällä aikavälillä.

Superpositioiden käsite on keskeinen kvanttitieteen ja -teknologian kehityksessä. Se mahdollistaa kvanttilaskennan perustan, kvantti-informaation käsittelyn sekä erilaisten kokeiden ja sovellusten, kuten kvanttiolennointien ja simuloinnin, kehittämisen. Termiä käytetään yleisesti kuvaamaan yhden tai useamman tilan ominaisuutta, jonka kanta-tilat voivat muodostaa koherentisti.